Cinética química professora estela

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Cinética química professora estela

  1. 1. CINÉTICA QUÍMICA PROFESSORA ESTELA
  2. 2. Cinética Química Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Reações Químicas Rápidas Lentas Moderadas
  3. 3. Cinética Química Reação Rápida 6 NaN 3(l) + Fe 2 O 3(s) 3 Na 2 O (s) + 2 Fe (s) + 9 N 2(g) faísca
  4. 4. Cinética Química Reação Moderada Reação Lenta Decomposição dos Alimentos Formação do Petróleo
  5. 5. Cinética Química A B t [ ]
  6. 6. 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.
  7. 7. Cinética Química Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias
  8. 8. Cinética Química Como calcular a velocidade de uma reação quando a proporção entre o número de mols é diferente? 2 HI (g) H 2(g) + I 2(g) A velocidade da variação de concentração do HI é duas vezes maior que a velocidade da variação de concentração do H 2 Velocidade Média (Vm) de uma Reação
  9. 9. Cinética Química C 2 H 2 + 2 H 2 => C 2 H 6 20 10 15 6 12 4 0 0 Quantidade de etano formada Tempo (min)
  10. 10. Cinética Química C 2 H 2 + 2 H 2 => C 2 H 6
  11. 11. Cinética Química Condições para que ocorra uma Reação <ul><li>Os reagentes devem estar em contato </li></ul><ul><li>Afinidade química entre os reagentes </li></ul>Teoria da Colisão <ul><li>As moléculas dos reagentes devem colidir entre si </li></ul><ul><li>A colisão deve ocorrer com geometria favorável </li></ul>
  12. 12. Cinética Química Teoria da Colisão Colisão Desfavorável Colisão Desfavorável
  13. 13. Cinética Química Teoria da Colisão O 2 N 2 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos O------- N O N
  14. 14. Cinética Química Teoria da Colisão <ul><li>Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda que os reagentes adquiram uma energia mínima denominada energia de ativação . </li></ul>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.
  15. 15. Cinética Química Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações O 2 N 2 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos O------- N O N
  16. 16. eficaz Não eficaz I 2 + H 2 HI + HI I 2 H 2 TEORIA DAS COLISÕES:
  17. 17. Cinética Química Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.
  18. 18. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação <ul><li>Superfície de Contato </li></ul>
  19. 19. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação <ul><li>Superfície de Contato </li></ul>
  20. 20. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação <ul><li>Temperatura </li></ul>Um aumento de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas, pois há um incremento na energia cinética das moléculas
  21. 21. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação <ul><li>Presença de Catalisador </li></ul>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
  22. 22. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação <ul><li>Presença de Catalisador </li></ul>Sem catalisador Com catalisador
  23. 23. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação <ul><li>Concentração dos Reagentes </li></ul>Quanto maior a concentração de partículas dos reagentes, maior será o número de colisões efetivas e consequentemente maior a velocidade da reação.
  24. 24. EXERCÍCIOS <ul><li>Exercício : </li></ul><ul><li>1) A velocidade de uma reação química depende: </li></ul><ul><li>I. Da concentração dos reagentes. </li></ul><ul><li>II. Da temperatura envolvida na reação. </li></ul><ul><li>III. Do estado físico das moléculas. </li></ul><ul><li>Estão corretas as alternativas: </li></ul><ul><li>a) I, II e III </li></ul><ul><li>b) somente I </li></ul><ul><li>c) somente II </li></ul><ul><li>d) somente I e II </li></ul><ul><li>e) somente I e III </li></ul>
  25. 25. <ul><li>2) Das proposições abaixo, relacionadas com cinética química, a única falsa é: </li></ul><ul><li>a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo consumo dos reagentes na unidade de tempo. </li></ul><ul><li>b) A colisão entre as partículas químicas é necessária para que haja reação. </li></ul><ul><li>c) Temperatura e catalisador são fatores que influenciam na velocidade de reação. </li></ul><ul><li>d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade de reação. </li></ul><ul><li>e) O estado físico dos reagentes não exerce influência na velocidade de reação. </li></ul>
  26. 26. <ul><li>3) Observe a tabela referente à decomposição da amônia produzindo hidrogênio e nitrogênio: </li></ul><ul><li>Determine a velocidade média da reação, em função da amônia, no intervalo de tempo de 0 a 1h. </li></ul>
  27. 27. <ul><li>4) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: </li></ul><ul><li>2 NH 3  1N 2 + 3 H 2 </li></ul><ul><li>A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. </li></ul><ul><li>Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora de reação? </li></ul><ul><li>a) 4,0 mol L -1 h -1 </li></ul><ul><li>b) 2,0 mol L -1 h -1 </li></ul><ul><li>c) 10 km h -1 </li></ul><ul><li>d) 1,0 mol L -1 h -1 </li></ul><ul><li>e) 2,3 mol h -1 </li></ul>
  28. 28. <ul><li>5) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação: </li></ul><ul><li>2 NH 3 (g)  N 2 (g) + 3 H 2 (g) </li></ul><ul><li>Duplicando-se a concentração molar de NH 3 , a velocidade da reação ficará: </li></ul><ul><li>a) inalterada. </li></ul><ul><li>b) duas vezes maior. </li></ul><ul><li>c) três vezes maior. </li></ul><ul><li>d) quatro vezes maior. </li></ul><ul><li>e) seis vezes maior. </li></ul>
  29. 29. 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
  30. 30. Cinética Química Reação Elementar aA + bB => cC + dD V = k [A] a [B] b 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 1 H 3 O + + 1 OH - => 2 H 2 O V = k [H 3 O + ] [OH - ]
  31. 31. Cinética Química Reação Não-Elementar A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação Quando a reação se desenvolve em duas ou mais etapas distintas, a velocidade da reação depende apenas da velocidade da etapa lenta.
  32. 32. Cinética Química Reação Não-Elementar A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O Etapa I 1 H 2 + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O (lenta) Etapa II 1 H 2 + 1 N 2 O => 1 N 2 + 1 H 2 O (rápida) Reação Global 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O
  33. 33. Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O Etapa I 1 H 2 + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O (lenta) Etapa II 1 H 2 + 1 N 2 O => 1 N 2 + 1 H 2 O (rápida) Reação Global 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O A velocidade da reação global será determinada pela velocidade da etapa I V = k [H 2 ] [NO] 2
  34. 34. Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O Energia de ativação Caminho da reação 1 H 2 + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O 1 H 2 + 1 N 2 O => 1 N 2 + 1 H 2 O Etapa I Etapa II

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