Cinética Química - Aplicações no cotidiano

A cinética é a parte da química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que nela influenciam. E a mesma está presente em nosso dia-a-dia, mas não a percebemos. Citarei agora 3 situações que envolvem a cinética química e como ela está aplicada.

1ª Situação - A comida posta na geladeira

Quando você põe um alimento na geladeira, têm o intuito dela retardar seu apodrecimento. Este apodrecimento ocorre devido a altas temperaturas, que  aceleram o processo de apodrecimento e já as temperaturas baixas conservam-o, e podem fazer com que dure meses ou até mesmo anos. Quando você diminui a temperatura de um alimento, há uma diminuição no grau de agitação das partículas, onde ocorre uma menor colisão de moléculas. 

2ª Situação - Maior facilidade em acender uma fogueira com lascas de madeira do que com pedaços maiores (troncos)

É mais fácil devido à superfície de contato. Ela é maior nas lascas de madeira pois elas tem um maior contato com o oxigênio em seu miolo do que os troncos, por isso queima com mais facilidade.

 3ª Situação - O apodrecimento

Ele também ocorre devido à temperatura. A agitação das moléculas faz com que haja uma grande colisão de moléculas no alimento, acelerando seu apodrecimento em altas temperaturas.

Experimento Químico - Superfície de Contato

Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato dos reagentes, maior será a velocidade da reação. Exemplo: os antiácidos efervescentes (Sonrisal) quando triturados se dissolvem mais rápido em água do que em forma de comprimido inteiro, isto porque a superfície de contato fica maior para reagir com a água. O objetivo era comparar o tempo em que cada um era consumido e observar a influência da superfície de contato na velocidade da reação.

                Conclusão

    Neste experimento onde se deseja analisar como a superfície de contato influencia na velocidade da reação, foram colocados um comprimido de Sonrisal triturado em um copo com água (copo 1) em temperatura ambiente e outro sem triturar foi colocada em outro copo com a mesma quantidade de água (copo 2).

Introdução - Cinética Química

Cinètica Quìmica
É a parte da química que estuda a velocidade das reações e os fatores que nela influenciam, como a superfície de contato, entalpia, entre outros.

Velocidade Média
A velocidade média da reação pode ser dada pela razão entre a concentração sobre a variação do tempo:

Teoria de Colisões 
Para que uma reação química aconteça entre duas substâncias, é necessário que:

• Estas substâncias sejam reativas;
• Ocorra choque entre as moléculas;
• Que esse choque possua uma orientação favorável e possua energia para formar os produtos;
• Existem dois tipos de choque: 

• Os efetivos (ou eficazes): Formam produtos com energia de colisão suficiente e geometria de colisão adequada;
•  Os não-efetivos (ou não-eficazes): Formam produto sem energia de colisão suficiente e/ou com geometria de colisão inadequada.
•  Os choques efetivos levam à formação de espécies intermediárias que irão formar os produtos.

 
Complexo Ativado 
Ele é o estado intermediário entre os reagentes e seus produtos. Possui uma estrutura com ligações enfraquecidas  e formação de novas ligações. Tem vida curta, é instável e desintegra-se facilmente.
É necessário que além da posição favoráve, o choque possua energia suficiente para que a reação aconteça.

Energia de Ativação (Eat)
A energia de ativação é a energia mínima necessária para que um choque, com posição favorável, seja eficaz.
↓ Eat → ↑Velocidade da reação
↑ Eat → ↓Velocidade da reação
A energia de ativação produz dois tipos de reação:

• Reação exotérmica: Onde a energia dos produtos é maior que a energia dos reagentes (𝚫H<0). Essa reação ocorre com liberação de energia.

Exemplo: 

• Reação endotérmica: Onde a energia dos produtos é maior que a energia dos reagentes (𝚫H>0). Essa reação ocorre com absorção de energia.

Exemplo:

Fatores que alteram a velocidade das reações 
_Temperatura
_Superfície de contato
_Catalisador

Temperatura:O aumento da temperatura leva ao aumento da energia cinètica das moléculas.Com isso, aumenta o grau de agitação das moléculas e a frequência de choques efetivos.

 Superfície de contato: Quanto maior for a superfície de contato entre os reagentes, maior será a frequência de choques entre elas, o que provoca um aumento na quantidade de choques entre efetivos que aumenta a velocidade das reações.

Catalisador: Catalisadores sâo substâncias que  alteram a velocidade de reações químicas, sem serem consumidos de forma considerável. E, no final do processo, eles são recuperados, tendo sido pouco consumidos.

 

Paródia Cinética Química - Será (Legião Urbana)

Exercícios

1) Veja o gráfico a seguir:

Considerando o eixo das abscissas como o Caminho da Reação e o eixo das ordenadas como a Energia, e que T1 representa os reagentes e T5 assimila o produto, assinale a alternativa correta:

a) A transformação P > R é mais rápida que R > P, tanto em X como em Y;
b) A energia liberada por X e Y são iguais;
c) A energia absorvida por X é maior que a absorvida por Y;
d) X e Y são exotérmicas;
e) X e Y são endotérmicas;

2) Veja o gráfico a seguir:

O gráfico representa uma substância, sendo o eixo x a energia e o eixo y o caminho da reação. Considerando T1 como o reagente e T5 como o produto, assinale verdadeiro ou falso:

(  ) A energia do complexo ativado vale 2;

(  ) A energia do complexo ativado é negativo;

(  ) A energia do complexo ativado é 6;

(  ) A substância é endotérmica;

(  ) A substância é exotérmica.

3) Considere a tabela a seguir:

Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora de reação?

4) Numa reação, foi consumido, em 30 minutos, 2 mol de Ozônio. Qual a velocidade da reação?

5) De acordo com seus conhecimentos sobre cinética química, assinale verdadeiro ou falso:

(   ) Exotérmica dá-se quando há o ganho de energia;

(   ) A entalpia necessária para que ocorra uma reação é chamada de Complexo Ativado;

(   ) Quanto maior for a energia para que a reação ocorra, mais rápida ela será;

(   ) Endotérmico dá-se quando há o ganho de energia.

Respostas

1) d.

2) F; F; V; F; V.

3) Vm = [ ]f - [ ]i / tf - ti

    Vm = 4 - 10 / 60 - 0

    Vm = - 6 / 60

    Vm = 0,1 mol / L . min -1

4) Vm = [ ]f - [ ]i / tf - ti

    Vm = 2 - 0 / 30 - 0

    Vm = 0,06 mol / min.

5) F; V; F; V.