CINÉTICA QUÍMICA
Jefferson Luis – CEB
2º ano
Cinética Química
Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os
fatores que a influenciam.
Rápidas
Reações Químicas
Moderadas
Lentas
Cinética Química
Reação Rápida
6 NaN3(l) + Fe2O3(s)
faísca
3 Na2O(s) + 2 Fe(s) + 9 N2(g)
Cinética Química
Reação Moderada
Decomposição dos
Alimentos
Reação Lenta
Formação do
Petróleo
Cinética Química
A
B
[
]
t
Cinética Química
Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função
das Substâncias
É a razão entre a quantidade consumida ou produzida da
substância e o intervalo de tempo (∆t) em que isso ocorrreu.
var iação da concentraç ão de A
Vm 
t
Variação da Concentraç ão de B
Vm 
t
Cinética Química
Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função
das Substâncias
  Final  Inicial
Vm 

t
t final  t inicial
 reagentes
Vm 
t

produtos 
Vm 
t
Cinética Química
Velocidade Média (Vm) de uma Reação
Como calcular a velocidade de uma reação quando a
proporção entre o número de mols é diferente?
2 HI(g)
H2(g) + I2(g)
A velocidade da variação de concentração do HI é
duas vezes maior que a velocidade da variação de
concentração do H2
Cinética Química
C2H2 + 2 H2 => C2H6
Tempo (min)
0
4
6
10
Quantidade de
etano formada
0
12
15
20
Cinética Química
C2H2 + 2 H2 => C2H6
Cinética Química
Condições para que ocorra uma Reação
 Os reagentes devem estar em contato
 Afinidade química entre os reagentes
Teoria da Colisão
 As moléculas dos reagentes devem colidir entre si
 A colisão deve ocorrer com geometria favorável
Cinética Química
Teoria da Colisão
Colisão
Desfavorável
Colisão
Desfavorável
Cinética Química
Teoria da Colisão
O2 N2
Reagentes
O-------N
2 NO
O
N
Produtos
Complexo
Ativado
Cinética Química
Teoria da Colisão
 Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda
que os reagentes adquiram uma energia mínima
denominada energia de ativação.
Energia de Ativação é a quantidade mínima de
energia necessária para que a colisão entre as
partículas dos reagentes, feita numa orientação
favorável, seja efetiva.
Cinética Química
Complexo Ativado: estado intermediário formado
entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem
ligações enfraquecidas e formação de novas ligações
O2 N2
O-------N
2 NO
O
N
Reagentes
Produtos
Complexo
Ativado
TEORIA DAS COLISÕES:
HI + HI
I2 + H2
I2
H2
Cinética Química
Quanto menor for a
energia
de
ativação
exigida, maior a velocidade
da reação.
Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação
 Superfície de Contato
Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação
 Superfície de Contato
Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação
 Temperatura
Um aumento de temperatura aumenta a
velocidade das reações químicas, pois há um
incremento na energia cinética das moléculas
Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação
 Presença de Catalisador
É uma substância que aumenta a velocidade da
reação, diminuindo a energia de ativação para os
reagentes atingirem o complexo ativado. No entanto
eles não participam da formação do produto, sendo
completamente regenerados no final
Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação
 Presença de Catalisador
Sem catalisador
Com catalisador
Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação
 Concentração dos Reagentes
Quanto maior a concentração de partículas dos
reagentes, maior será o número de colisões efetivas
e consequentemente maior a velocidade da reação.
EXERCÍCIOS
Exercício:
1) A velocidade de uma reação química depende:
I. Da concentração dos reagentes.
II. Da temperatura envolvida na reação.
III. Do estado físico das moléculas.
Estão corretas as alternativas:
a)
b)
c)
d)
e)
I, II e III
somente I
somente II
somente I e II
somente I e III
2) Das proposições abaixo, relacionadas com cinética
química, a única falsa é:
a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo
consumo dos reagentes na unidade de tempo.
b) A colisão entre as partículas químicas é necessária
para que haja reação.
c) Temperatura e catalisador são fatores que
influenciam na velocidade de reação.
d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade de
reação.
e) O estado físico dos reagentes exerce influência na
velocidade de reação.
3) Observe a tabela referente à
decomposição da amônia produzindo
hidrogênio e nitrogênio:
Determine a velocidade média da
reação, em função da amônia, no intervalo
de tempo de 0 a 1h.
4) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada
em um recipiente fechado:
2 NH3  1N2 + 3 H2
A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente
em função do tempo.
Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora
de reação?
a) 4,0 mol L-1h-1
b) 2,0 mol L-1h-1
c) 10 km h-1
d) 1,0 mol L-1h-1
e) 2,3 mol h-1
5) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação:
2 NH3 (g)  N2 (g) + 3 H2 (g)
Duplicando-se a concentração molar de NH3, a velocidade da
reação ficará:
a)
b)
c)
d)
e)
inalterada.
duas vezes maior.
três vezes maior.
quatro vezes maior.
seis vezes maior.
Cinética Química
Lei da Ação das Massas
“A cada temperatura, a velocidade de uma reação é
diretamente
proporcional
ao
produto
das
concentrações dos reagentes, elevadas a
expoentes determinados experimentalmente”
aA + bB => cC + dD
V = k [A] [B]β
K é uma constante da velocidade a uma dada temperatura
 e β são expoentes determinados experimentalmente
Cinética Química
Reação Elementar
Quando a reação química se desenvolve em uma única
etapa, dizemos que a reação é elementar.
Numa reação elementar, os expoentes a que devem ser
elevadas as concentrações dos reagentes na expressão
da velocidade são os próprios coeficientes dos
reagentes na equação balanceada
aA + bB => cC + dD
V = k [A]a [B]b
1 H3O+ + 1 OH- => 2 H2O
V = k [H3O+] [OH-]
Cinética Química
Reação Não-Elementar
Quando a reação se desenvolve em duas ou mais etapas
distintas, a velocidade da reação depende apenas da
velocidade da etapa lenta.
A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da
reação
Cinética Química
Reação Não-Elementar
A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da
reação
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Etapa I
1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O
(lenta)
Etapa II
1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O
(rápida)
Reação Global
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Cinética Química
Reação Não-Elementar
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Etapa I
1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O
(lenta)
Etapa II
1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O
(rápida)
Reação Global
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
A velocidade da reação global será determinada pela
velocidade da etapa I
V = k [H2] [NO]2
Cinética Química
Energia de ativação
Reação Não-Elementar
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O
Etapa I
Etapa II
Caminho da reação