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Factores que afectam a velocidade das reacções químicas e lei da velocidade

    1.Factores que afectam a Velocidade das reacoes quimicas

    1.1.Superfície de contacto

    1.2.Concentração dos reagentes

    1.3.Temperatura dos reagentes

    1.4.Canalizadores

    1.1. Superfície de contacto

    Imaginemos que queremos cozinhar alimentos em uma panela e o fogo só entra em contacto com uma pequena parte da panela é claro que a cozedura ira demorar.

    Com isso podemos concluir que quanto maior for a superfície de contacto maior será a velocidade da reacção química
    e quando menor for a superfície de contacto menor também será a velocidade.

    1.2.Concentração dos reagentes

    A velocidade das reacções químicas esta directamente ligado a concentração dos reagentes .

    1.3.Temperatura dos reagentes

    A velocidade das reacções químicas e a temperatura se relaciona pela expressão;

    1.4.Canalizadores

    Canalizadores substâncias usadas para acelerar as reacções químicas (não participam nas reacções)

    2. Lei da Velocidade

    Dissemos que a velocidade é proporcional a concentração do dos reagentes e segundo Guldbeng-Waag pode ser escrita como sedo;

    Onde;

    v→ velocidade da reacção

    k → Constante de velocidade

    [R1]→ Concentração do reagente 1

    [R2]→ Concentração do reagente 2

    Para escrever a equação da velocidade só levamos em conta substâncias no estado gasoso e aquosa.

    1.Dada a equação elementar  aA(g)+bB (g)→ cC+dD  determine a expressão da velocidade

     v=k[A]a[B]b

    Aplicação

    2.Para as equações abaixo determine a expressão da lei da velocidade

    a)3A(g)+2B (g)→ cC 

    Nota; a substância A não entra pois esta no estado líquido. Na lei da velocidade só entram substâncias no
    estado gasoso e aquosa.

    c)CaCO3(s)→Ca03(s)+CO2(g)

    v=k

    3.Ordem de una equação da velocidade

    Ordem de una equação da velocidade corresponde a soma dos expoentes das substâncias obtidas na equação da velocidade.

    Considere a equação 4HBr(g)+ O2(g)→H2O(g)+Br2(g)

    Que se processa segundo os mecanismo;

    HBr+O2→HBrO2 (etapa lenta)

    HBrO2+HBr→2HBrO (etapa rápida)

    HBrO+HBr→H2O+HBr2 (etapa rápida)

    a) Escreve a equação da velocidade

    b) Qual é a ordem

    c) O que acontece se duplicamos a concentração de HBr

    Resolução

    a)Para escrever a equação da velocidade sempre consideramos a etapa lenta o que significa que vamos usar a etapa HBr+O2→HBrO2

    v=k[Hbr][O2]

    b)O expoente de HBR é um logo x=1 e o expoente de O2 também é um y=1 logo a reacção é de ordem x+y=1+1=2 a equação é de segunda ordem

    c) Se duplicamos a concentração de HBr a nova velocidade será;

    v2=k[2Hbr][O2]

    v2=2k[Hbr][O2]

    v2=2v

    res; a velocidade duplica 

    4. Equações não elementares

    Nas equações não elementares os coeficientes x e y da lei da velocidade devem ser obtidos por meio de cálculos.

    Exemplo: Para a reacção entre H2 e NO, foram obtidos os seguintes valores experimentais: 2H2(g)+2NO(g)→ N2(g)+ 2H2O(l)

    Experiência

    [H2]

    [NO]

    Velocidade

    I

    0.001

    0.001

    II

    0.002

    0.001

    III

    0.002

    0.002

    Determine;

    a)A equação da velocidade

    b) A ordem

    c)O valor da constante de velocidade

    d)A unidade da constante de velocidade

    Resolução

    a)A equação da velocidade é 

     

    Temos que determinar os valores dos coeficientes x e y para isso usar os dados do experimento.

    Para calcular o valor de x vamos dividir os dados da experiência 1 pelos dados da experiencia 2.

     

    Para calcular o valor de y vamos dividir os dados da experiência 2 pelos dados da experiência 3.

     

    Agora que sabemos que x=1 e y=2 podemos escrever a equação da velocidade como sendo;

    b)a ordem é a soma do expoentes x+y=1+2=3

    Rep;Terceira ordem

     c) já temos a lei da velocidade ,para determinar o valor da constante de velocidade basta na equação da velocidade substituir os valores (em um dos experimentos)

      

    d) Para determinar a unidade da equação da velocidade vamos usar ;

     4.Energia de activação

    Existe uma energia mínima necessária para que as partículas comecem a reagir a qual chamamos de energia de activação quanto maior for essa energia mais rápida será a reacção.

    Reacção exotérmica é aquela que se verifica com libertação de calor a energia dos reagentes e menor que a energia dos produtos logo ∆H <0.

    Reacção endotérrmica é aquela que se verifica com absorção de calor a energia dos produtos é menor que a energia dos reagentes logo ∆H> 0.

    Processo de uma reacção química

    Onde

    Ec→ Energia do complexo activado

    Ea→ Energia de activação

    Er→ Energia dos reagentes

    Ep→ Energia dos produtos

    ∆H→ variação da etalpia

     

    Aplicação

    1.Com base no gráfico da reacção 3A(g)+2B (g)→ cC 

    Determine

    a)Energia do complexo activado

    b)Energia de activação

    c)Energia dos reagentes

    d)Energia dos produtos

    e)Variação da etalpia

    f)Diga se reacção é endotérrmica ou exotérmica

    Resolução

    Vamos representar todos pedidos no diagrama

    a)Energia do complexo activado é igual a 12kJ

    b)Energia de activação é igual a 9kJ

    c)Energia dos reagentes é igual a 3kJ

    d)Energia dos produtos é igual a 7kJ

    e)Variação da etalpia é igual a 4kJ

    f)Como ∆H> 0 a reacção é endotérrmica

    Factores que afectam a velocidade das reacções químicas e lei da velocidade

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