Cinética Química

Questionamentos prévios:

1-      Porque ao comprar uma carne que não vamos comer imediatamente armazenamos esta no congelador?

2-      Qual desses produtos você acha que enferruja primeiro: grade de ferro usada para a proteção das casas ou uma esponja de aço usada para a limpeza?

Cinética Química

A cinética química estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Estuda ainda a possibilidade de controlar a essa velocidade, tornando as reações mais rápidas ou mais lentas.

OBS:

Velocidade na física: Espaço percorrido em função do tempo, exemplo: Km/h.

Velocidade na Química: Está relacionada a quanto uma reação química se desenvolve mais rapidamente ou mais lentamente. Ou seja, é a taxa de desenvolvimento de uma reação.   

Taxa de Desenvolvimento Médio ou Velocidade Média em função dos reagentes e produtos:

A taxa de desenvolvimento média ou velocidade média, Tdm, calculada em função de uma das substâncias participantes da reação é a razão entre a quantidade consumida ou produzida da substância e o intervalo de tempo, Δt, em que isso ocorre.

Dada à reação genérica:

aA + bB → cC + dD

·               Início da reação (tempo zero): Têm-se somente as substâncias A e B.

·               Durante o processo: As quantidades de A e B vão diminuindo enquanto que C e D começam a surgir e vão aumentando até que a reação se complete. 

A taxa de desenvolvimento pode ser calcula por:

Tdm= quantidade de A consumido/ Δt

Tdm= Δ [A] / Δt

Δ [A]= [A]final - [A]inicial

Δt= tfinal – tinicial

Tdm= quantidade de B consumido/ Δt

Tdm= quantidade de C produzido/ Δt

Tdm= quantidade de D produzido/ Δt

Taxa de Desenvolvimento Médio ou Velocidade Média da Reação:

A taxa de desenvolvimento média da reação é o modulo da taxa de desenvolvimento de consumo de um dos reagentes, ou da taxa de desenvolvimento da formação de produtos, dividido pelo respectivo coeficiente da substância na equação da reação corretamente balanceada.

aA + bB → cC + dD

Tdm reação = (-1/a).( Δ [A] / Δt) = (-1/b).( Δ [B] / Δt) = (+1/c).( Δ [C] / Δt) =(+1/d).( Δ [D] / Δt)    

Experimentação Demonstrativa

·         1- Será que a temperatura afeta a velocidade da reação?

3 Pastilhas efervescentes inteiras

3 copos contendo água em diferentes temperaturas (fria, ambiente e quente)

Coloque ao mesmo tempo as 3 pastilhas nos 3 copos e observe o tempo de reação, pode utilizar um cronômetro.

Comentar sobre o uso da geladeira para a conservação dos alimentos e o uso do fogo para cozinhar.

·         2- Será a superfície de contato afeta a velocidade da reação?

2 Pastilhas efervescentes (1 inteira e outra em pó)

2 copos contendo água (temperatura ambiente)

Coloque ao mesmo tempo as 2 pastilhas nos 2 copos e observe o tempo de reação, pode utilizar um cronômetro.

Comentar sobre a diferença de degradação da carne moída e da carne inteira,

Comentar sobre a esponja de aço que enferruja mais rapidamente que uma barra de ferro.

  

Condições para que ocorra a reação:

·         Os reagentes devem entrar em contato,

·         Deve haver afinidade química,

·         As partículas dos reagentes devem colidir entre si com orientação favorável, com energia suficiente para romper as ligações existentes nos reagentes. 

Colisões Efetivas ou Eficazes: São Colisões que rompoem as ligações formadas e formam novas ligações.

No choque efetivo as moléculas absorvem a quantidade de energia mínima necessária (energia de ativação)  entre os reagentes e produtos. Entenda um pouco melhor sobre a energia de ativação assistindo o vídeo abaixo!

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS

Alguns fatores podem aumentar ou diminur a velocidade de uma reação química. São eles:
- temperatura
- superfície de contato
- pressão
- concentração
- presença de luz
- catalisador
- inibidores

Temperatura

A temperatura está ligada à agitação das moléculas. Quanto mais calor, mais agitadas ficam as moléculas. Se aumenta 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 consequência, 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.

Superfície de Contato

A área de contato entre os reagentes também interfere na velocidade das reações químicas. Quanto maior a superfície de contato, maior o número de moléculas reagindo, maior o número de colisões eficazes e portanto, aumenta a velocidade da reação.

Isto explica porque devemos tomar um comprimido de aspirina, por exemplo, inteiro do que em pó. O comprimido em pó reage mais rapidamente, causando lesões no nosso estômago. Se ele for ingerido inteiro, levará mais tempo para reagir, evitando lesões.

    

Uma substância em pó reage mais rápido do que uma substância inteira porque possui maior superfície de contato.

Veja outros exemplos:
- a carne é digerida mais facilmente quando mastigada do que inteira;
- gravetos queimas mais rápido do que um pedaço de madeira de mesma massa;
- palha de aço queima mais rápido do que um pedaço de ferro de mesma massa.

Pressão

Pressão é a razão entre força e área, ou seja, fazer força sobre uma determinada área. Com o aumento da pressão em um recipiente, diminui o volume e desta forma aumenta a concentração dos reagentes. As moléculas se chocam mais, aumentando o número de colísões e portanto, aumenta a velocidade da reação.

Fonte: https://www.brasilescola.com/upload/e/pressao.jpg
Concentração

Concentração está relacionado à quantidade de soluto e de solvente de uma substância. Se aumenta a concentração de reagentes , aumenta o número de moléculas dos reagentes, aumentando o número de colísões e aumentando também a velocidade da reação. Está associada à Lei Cinética (Lei de Guldber-Waage).
Quando se aumenta a concentração de oxigênio numa queima, a combustão acontece mais rápido.

Presença de Luz

Algumas reações químicas ocorrem com maior velocidade quando estão na presença de luz. A luz influencia na velocidade das reações porque é uma energia em forma de onda eletromagnética que ajuda a quebrar a barreira da energia de ativação. 
A água oxigenada, por exemplo, se decompõe mais facilmente quando está exposta à luz, por isso devemos deixá-la guardada em local escuro. A fotossíntese realizada pelas plantas é um tipo de reação que é influenciada pela presença da luz. Outra reação onde é muito utilizada a luz é a decomposição do AgBr que dá origem aos filmes fotográficos.

Leia mais: https://quimica-hoje.webnode.com/conteudos-de-quimica/fisico-quimica/cinetica-quimica/