Cinetica Quimica I

Disciplina: Química Geral Curso: Eng. Civil

Campus:

Cabo Frio Semestre-Letivo/Ano: 2014.1 Período:

Professor:

ALUNO/GRUPO:

PRÁTICA No: TÍTULO DA PRÁTICA:

Cinética química I

OBJETIVO(S):

Constatar experimentalmente fatores que influenciam a velocidade das reações.

REAGENTES:

KMnO4, H2SO4, Na2S2O3, HCl(6,0 mol/L), HCl(0,6 mol/L), MnO2, zinco em pó, NaNO3, Ferro em pó.

EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS:

Tubo de ensaio, Estante, Pêra, Pipeta graduada, Béquer, Prego, Placa de aquecimento.

INTRODUÇÃO:

O termo “cinética” está relacionado a “movimento” quando se pensa nele a partir de seu conceito físico. Entretanto, nas reações químicas, não há movimento, mas sim mudanças de composição do meio reacional, ao longo da reação.

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 vários fatores que influenciam na velocidade como “temperatura”, “superfície” e “concentração de reagentes”, “luz”, “presença de catalisadores”. Esses fatores nos permitem alterar a velocidade natural de uma reação química.

FUNDAMENTOS:

Velocidade da reação

A velocidade de uma reação é definida como sendo a diminuição da concentração de um dos reagentes na unidade de tempo. As concentrações são normalmente expressas em mol por litro (mol/L) e o tempo em minutos (min) ou segundos (s).

A maneira mais usual de se medir a velocidade de uma reação química é a relação entre a concentração de um dos reagentes do meio reacional e o tempo. A velocidade instantânea de uma reação é usualmente calculada a partir da evolução da Concentração ao longo do tempo.

Velocidade Instantânea

Nas reações químicas a velocidade a cada instante é diferente da velocidade média. As velocidades instantâneas nunca são as mesmas, possuindo valores diferentes durante a reação. Se os intervalos de tempo utilizados nas medidas da velocidade média forem ficando cada vez menores, a velocidade média tenderá a assumir valores cada vez mais próximos da velocidade em um certo instante.

Velocidade Instantânea é o valor para o qual tende a velocidade média quando os intervalos de tempo vão se tornando cada vez menores.

Pode ser calculada de acordo com a “Lei Cinética ou Equação de Velocidade”, proposta por Guldberg e Waage.

Temperatura

A temperatura está ligada à agitação das moléculas. Quanto mais calor, mais agitadas ficam as moléculas. Se aumentar a temperatura, aumenta a energia cinética das moléculas (movimento). Se as moléculas se movimentam mais, elas se chocam mais e com mais energia, diminuindo a energia de ativação e em conseqüência, aumenta o número de colisões efetivas e, portanto a velocidade da reação também aumenta. Por este motivo, aumentamos a chama do fogão para cozinhar e utilizamos a geladeira para evitar a deterioração dos alimentos.

Concentração

O aumento da concentração dos reagentes faz com que se tenha uma maior quantidade de partículas ou moléculas confinadas num mesmo espaço. Isso aumenta a quantidade de choques entre elas e aumenta também a probabilidade de ocorrerem colisões eficazes que resultem na ocorrência da reação. O resultado é que a reação ocorre com maior rapidez.

Para constatar isso, pense no seguinte exemplo: quando temos uma brasa queimando e queremos que essa combustão se processe mais rapidamente, nós abanamos a brasa isso funciona porque um dos reagentes dessa reação de combustão é o oxigênio do ar. Quando abanamos, a corrente de ar retira a cinza que está sendo formada na combustão e isso facilita o contato do oxigênio com a brasa. Dessa forma, aumentamos o contato entre os reagentes e aceleramos a reação de combustão.

Resumidamente, temos:

Quando trabalhamos com gases, uma forma de aumentar a concentração dos reagentes é diminuir a pressão. Quando fazemos isso, diminuímos o volume e, conseqüentemente, há um aumento nas concentrações dos reagentes.

Catalisador

O catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal processo.

A principal função do catalisador é diminuir a energia de ativação, facilitando a transformação de reagentes em produtos. Observe o gráfico que demonstra uma reação com e sem catalisador:

Inibidor: é uma substância que retarda a velocidade da reação.

Veneno: é uma substância que anula o efeito de um catalisador.

A ação do catalisador é abaixar a energia de ativação, possibilitando um novo caminho para a reação. O abaixamento da energia de ativação é que determina o aumento da velocidade da reação.

• Catálise homogênea - Catalisador e reagentes constituem uma só fase.

• Catálise heterogênea - Catalisador e reagentes constituem duas ou mais fases (sistema polifásico ou mistura heterogênea).

Teoria da colisão

Pela teoria da colisão, para haver reação é necessário que:

• as moléculas dos reagentes colidam entre si;

• a colisão ocorra com geometria favorável à formação do complexo ativado;

• a energia das