Cinetica Quimica

WELTON TEIXEIRA DA SILVA

CINÉTICA QUIMICA

A VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS

PARACATU – MG

Mar/2014

WELTON TEIXEIRA DA SILVA

Trabalho apresentado para avaliação do rendimento escolar na disciplina de Físico-Química, do curso de Engenharia de Minas, da Faculdade Noroeste de Minas – FINOM, ministrada pelo professor Evandro.

PARACATU – MG

Mar/2014

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .4

2 OBJETIVO .4

3 REVISÃO BIBLIOGRAFICA .4

3.1 Aplicações .4

3.2 Velocidade Média .5

3.3 Velocidade Instantânea .9

3.4 A lei de Guldberg-Waage: .9

3.5 Teoria da colisão 10

3.6 Energia de Ativação 10

3.7 Catalisador 11

3.8 Enzima 12

3.9 Autocatálise 12

3.10 Ordem de Reação 12

4 CONCLUSÃO 14

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14

1 INTRODUÇÃO

A Cinética Química é o estudo das velocidades das reações químicas. Nela é introduzida a variável tempo nas transformações físico-químicas. Enquanto que na termodinâmica determina-se a variação das propriedades de um sistema quando este passa de um estado de equilíbrio para outro, na cinética se estabelece o tempo necessário para que a transformação ocorra. A cinética química está baseada em processos químicos experimentais, que são modelados matematicamente por meio de equações diferenciais. O método consiste em montar a equação diferencial que retrata um determinado fenômeno e resolvê-la, obtendo-se assim a função que representa, explicitamente, a variação da concentração dos reagentes com o passar do tempo. Este trabalho é uma busca de mais conhecimento básico a respeito de cinética química.

2 OBJETIVO

Obter conhecimento básico e generalizado ao tema cinético químico de maneira a complementar os estudos em sala de aula da disciplina Físico-Química do 6° período do curso de Engenharia de Minas.

Familiarizar-se com os termos, conceitos e definições através de trabalhos escolares, utilizando-se da pesquisa digital para aprendizagem e retenção do conhecimento do tema.

3 REVISÃO BIBLIOGRAFICA

A cinética química é a parte da química que estuda as velocidades das reações onde, com o aumento da temperatura se aumenta a velocidade.

Existem fatores que influenciam na velocidade como “temperatura”, “superfície” e “concentração de reagentes”.

3.1 Aplicações

O conhecimento da cinética de qualquer processo é de grande importância, devido a suas aplicações:

- na físico–química, para o estudo das ligações químicas (energia de ligação, estabilidade de compostos);

- na química orgânica, para a determinação dos mecanismos das reações;

- em engenharia química, para o desenvolvimento de teorias de combustão, explosões, transferência de massa e energia e no cálculo de reatores;

- no âmbito farmacêutico, nos estudos de estabilidade e degradação de medicamentos.

Fatores que Afetam a Velocidade das Reações Químicas

Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação.

Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação.

Concentração dos reagentes: Aumentando a concentração dos reagentes, aumentará a velocidade da reação.

Numa reação química, a etapa mais lenta é a que determina sua velocidade. Observe o exemplo a seguir: O peróxido de hidrogênio reagindo com íons iodeto, formando água e oxigênio gasoso.

I - H2O2 + I- ⇒ H2O + IO- (Lenta)

II - H2O2 + IO- ⇒ H2O + O2 + I- (Rápida)

Equação simplificada: 2 H2O2 ⇒ 2 H2O + O2.

A equação simplificada corresponde à soma das equações I e II. Como a etapa I é a etapa lenta, para aumentar a velocidade da reação, deve-se atuar nela. Tanto para aumentar ou diminuir a velocidade da reação, a etapa II (rápida) não vai influir; sendo a etapa I a mais importante.

3.2 Velocidade Média

A velocidade média de uma reação química pode ser dada através da razão da variação de concentração pelo tempo de reação.

Onde:

Vm = velocidade média (mol/L/s)

variação de concentração (mol/L)

variação de tempo (s, min)

módulo (resultado tem que ser positivo, a velocidade tem que ser positiva)

As unidades podem variar.

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