CINÉTICA QUÍMICA | AULA DE REVISÃO | AULA 10

e a cinética química e a área que estuda a taxa ou a velocidade de conversão dos reagentes nos produtos na sala a gente faz a revisão da cinética química como a gente já havia comentado as Vamos estudar aí basicamente a velocidade das reações químicas e os fatores que vão influenciar nessa velocidade é se é basicamente o foco do estudo da cinética química é claro que também a gente pode citar EA cinética ou através da cinética é possível que a gente reconheça os mecanismos das reações químicas do modo como elas vão ocorrendo nas suas etapas tá bom além disso se a gente considera que uma reação química nós vamos ter A e B são os nossos e agentes enquanto C e D são classificados como sendo os nossos produtos em algumas questões é dito primeiro membro da equação e segundo membro da nossa equação respectivamente reagentes e produtos a gente sabe que ao longo de uma reação química os nossos e a gente se de serão consumidos a sua quantidade ela e enquanto a concentração a quantidade dos nossos produtos as vão aumentando por isso que a gente pode falar então que reagentes são consumidos enquanto os produtos eles são formados graficamente pode colocar então através da quantidade que pode ser massa pode ser volume pode ser número de mols concentração em mol por litro grama policial que for uma certa quantidade nós vamos verificar com a concentração dos nossos viagens ao longo do tempo vai diminuindo enquanto a concentração dos nossos produtos ao longo do tempo ela vai aumentando não é só uma questão da UFPR só para você ver que essa primeira parte de entender que uma reação química consome reagente forma produtos e aquele gráfico é tão simples mas aí pode até confundir algumas questões não FR tão e diz que uma satisfação clicar quando em solução reagir rapidamente oxigênio molecular o 2 dissolvido e é degradada por ele a velocidade dessa reação Segue uma lei da velocidade que a gente vai ver mais para frente o que é e como se determinar a velocidade é igual a constante velocidade caminos a canção de o gráfico que representa a forma adequada aí adequada a relação entre a concentração da espécie a em solução Com o decorrer da reação é que não sabemos que a né ele tá fazendo uma certa espécie química a reagir com o oxigênio molecular estão lá ele é um reagente tendo assim a sua concentração tende a diminuir como nós vemos no gráfico anterior a diminuição não é uma diminuição linear assim eu não pode ser essa e nem uma diminuição dessa forma também não pode ser aqui nós temos aumente concentração constante então ficamos direto com a alternativa a letra M também tranquilo essa questão aí dá para confundir aqui ele coloca essas coisas todas mas é só lembrar que a concentração dos reagentes ela vai diminuindo ao longo do tempo e claro chega o momento que aí vai poder estabilizar sua concentração sua quantidade ou vai dizer a dependendo da reação química beleza muito bom velocidade média de consumo ou formação ele pode falar que a velocidade média dos reagentes ou então velocidade média dos produtos a formação não tá uma reação genérica aqui reggae prod nós vamos ver que a velocidade média pode ser calculada de maneira muito análoga como que é feito lá na física né a variação da quantidade essa quantidade aqui pode ser de novo pode ser uma massa para ser volume pode ser relação de massa com volume quantidade de matéria Enfim uma determinada quantidade que foi estipulado pela variação do tem ou seja nós vamos ter uma quantidade final menos a quantidade de inicial aí menos a o dividido na verdade pela variação do tempo tem final menos tempo Inicial O módulo aqui ele é colocado uma vez que a velocidade não faz necessariamente muito sentido ter velocidades negativas pode até aparecer em algum exercício um sinal negativo mas é indicativo de que é então velocidade de consumo de um modo geral a isso coloca o módulo para não ter este problema certo vamos pegar um exercício aqui da Unisinos onde ele fala Unisinos muito perto de certinho A combustão completa do pentano é representada qualitativamente pela seguinte equação tanto aqui C5 h12 nosso pentano que é um alcano reage com o oxigênio processo é de combustão e aqui perceba que é uma combustão completa e libera CO2 e água vamos gasosas vai lembrar que todo o processo de queima todo o processo de combustão apresenta o delta h menor que 0 processo ele é exotérmico partindo da equação química ajustado seja balanceada e estabelecendo um consumo de 1,5 molde pintando em 30 minutos de reação pode-se concluir que a velocidade da reação em mols de gás carbônico por minuto é então perceba ele deu uma informações a respeito aqui do nosso hidrocarboneto nosso combustível do pentano e ele quer saber em relação a velocidade aqui do seu dois então lhe fornece a velocidade de consumo a e quer saber uma velocidade aqui de formação no caso do nosso produto a primeira coisa a gente tem que o lançamento dessa reação é tão já coloquei aqui balanceada 1 mol do nosso hidrocarboneto entram cinco carbonos tem que sair cinco de CO2 então para ajustar o carbono em relação aos hidrogênios entram 12 tão fiz aqui sair seis de h2oh para ter dos hidrogênios aí balanceando os oxigênios nós vamos ter aqui 10 oxigênio com mais 6 16 então oito de oxigênio molecular lá no reagente beleza primeira coisa que a gente vai fazer então é calcular a velocidade média do pentano C5 h12 para nós vamos ter a variação da quantidade aquele já tá falando direto na verdade não nós temos o consumo de 1,5 mol estipulou isso do nosso pentano por um total de 30 minutos e toma cuidado e atenção que lhe forneceu minutos e também pergunta e minutos a gente tem que tomar muito cuidado e ficar muito atento a quando os aí eu as unidades de tempo de quantidade Seja lá o que for aí foram dadas o e podem ser pedidas em outras unidades estão muito cuidado e atenção a velocidade média aqui então do nosso C5 h12 vai ser igual fazendo essa conta rapidamente de cabeça 0,05 e da da unidade maior por minuto agora como é que a gente vai calcular do CO2 perceba que aqui na uma reação por isso que ele pede inicialmente para a gente Balancear né que a gente pode verificar a proporção estequiométrica a gente sabe que a cada um modo nosso pentano C5 h12 ele vai formar um total de 5 mols do CO2 dióxido de carbono tendo assim a gente pode pensar se a cada um molde do C5 h12 é consumido no mesmo intervalo de tempo 5mols o CO2 ele é formado então nós temos essa relação estequiométrica eu sei que a velocidade aqui do C5 h12 é de 0,05 mol por minuto Então posso calcular aqui a velocidade de formação do dióxido de carbono os dois se gás de efeito estufa né Muito bom então 0. 05 X5 nós vamos ter aqui 0,25 mol por minuto nós temos aí essa relação certo tendo assim chegamos aí na alternativa a letra C de CO2 beleza tanto Será que era isso que queria falar Tá legal ou a próximo velocidade média de reação cuidado a gente calculou ali a velocidade média do CO2 a gente pode falar da velocidade média de reação coloquei uma reação genérica aqui a + b formando demais e com seus aí coeficientes estequiométricos assim um bebezinho desenho e assim né a gente pode ter uma única aí velocidade que serve para toda a nossa reação a velocidade da reação nada mais é que a velocidade de um dos componentes da nossa reação química dividida pelo seu coeficiente estequiométrico é a mesma ideia que nós vimos anteriormente mas sem fazer uma regra de três aqui o presidente falar velocidade média da reação mas ser aí a nossa velocidade dividido pela opor o seu coeficiente estequiométrico tarde Tu vai gostar de reação então agora como é que ocorrem as reações químicas essa é uma grande sacada da cinética química que a gente consegue determinar como reação ocorre as teorias de colisões estamos químicos dizem que para ocorrer uma reação química eu preciso ter colisões E essas colisões elas precisam ser colisões efetivas bom o que seriam colisões efetivas na a gente pode falar que é um choque que tem que ser um choque frontal ter uma geometria aí favorável e também energia a energia dos reagentes precisa ser maior ou minimamente igual a uma energia que é conhecida como energia de ativação aí uma pergunta muito comum que aparece como os nossos reagentes conseguem aí ter energia maior ou igual a essa energia de ativação na verdade eles vão absorvendo Oi gente do ambiente Eles não têm energia eles conseguem absorver do ambiente e vão aumentando o seu patamar energético até chegar aí a igualdade ou então aumentar ser maior na verdade do que a energia é chamada de energia de ativação vamos ver uma reação química qualquer h2read com os dois a 450 graus Celsius forma e 2 mols de água aí que é o iodeto de hidrogênio ou se tiver em solução aquosa chamada de gás aliás de aí ácido iodídrico na forma gasosa Agora sim ele é o iodeto de hidrogênio né Então as moléculas dos nossos e a gente só que nós temos H2 raio atômico menor em relação ao iodo a eles vão se aproximando EA colisão aqui é uma colisão frontal ocorre um choque violento e forma um intermediário esse ponto que nós estamos aqui entre os nossos e agentes e o produto intermediário de reação né ou fica no meio do caminho melhor dizendo é chamado de complexo ativado Oi Alex ativo né é o que que é esse complexo ativado ou esse intermediário que nós temos aqui você tem um agregado um amontoado de átomos onde as ligações estão parcialmente quebradas ligações estão parcialmente formadas e a partir desse ponto os produtos eles são formados Então os nossos reagentes eles precisam absorver energia até chegar esse ponto que é chamado justamente de energia de ativação né melhor aqui parece um de energia de ativação é um absorveu essa energia formou sem se intermediário complexo ativado e daquele vai formar os nossos produtos graficamente a gente pode olhar dessa fórum nós temos aqui os nossos reagentes eles vão absorvendo energia tá subindo num patamar energético Mas de onde vem essa energia essa energia vem do ambiente externo alguém tá fornecendo ele está aquecendo de alguma maneira e os Agentes vão subindo no ponto de do ponto de vista energético né chega nesse ponto aqui e você tem parcialmente a quebradas parcialmente as ligações formadas Então você tá aqui no complexo ativado e desse ponto em diante ele despenca como se fosse uma bolinha daqui de cima e vai despencar até a formação lá dos nossos produtos A então a energia de ativação que nós temos aqui que pode falar que energia de ativação a barreira energética é como se isso daqui fosse por exemplo uma rede lá de voleibol onde você tem que pegar aqui uma bolinha e tem que arremessar ela até lá o topo da rede né a gente sabe se ela passar aqui na fita certinho na fita aqui ela vai fica aqui de repente ela volta e formam aos nossos produtos beleza roupa apagou tanta ele vai formar os nossos produtos lá eu preciso fornecer energia apenas para chegar aqui no topo chegou nesse topo ela vai embora beleza energia de ativação é uma barreira energética necessária Ei para reação acontecer tão essa teria de colisão posso ter colisões efetivas frontais Oi e a energia precisa ser maior ou igual a essa barreira energética se eu tiver ele já suficiente para chegar nessa barreira energética eu passo de lá formando os nossos produtos beleza algumas observações são importantes se a gente pegar o nosso gráfico aqui lembrando a energia de ativação aqui ela é sempre calculado do patamar do nosso reagente até o topo da curva é claro que nós estamos observando a reação no segundo seguinte caminho de reação né aqui no eixo X nós temos o caminho ou coordenada de reação é de onde eu estou partindo para onde eu estou chegando Se eu estiver olhando a reação direta e a gente para produtos Então vou pegar do patamar do reagente até lá o topo da curva agora se eu estiver olhando a reação inversa Então vou pegar do patamar do nosso produto de onde eu estou partindo até lá o topo da curva então Perceba que há uma diferença que de energia de ativação até onde pode falar energia de ativação e direta e a gente para produtos estão R para produto e aqui no tracejado nós temos a energia de ativação da nossa reação inversa é colocar aqui ó em inversa que seria do produto para o reagente beleza aí tem algumas observações importantes o delta h da reação direta ou inversa que é nada mais nada menos que a variação de energia entre o reagente e o produto em módulo igual né claro que se uma reação direta ela é isso é inversa à endotérmica e tem módulo valor do delta h nunca muda agora a energia de ativação como a gente viu aqui da reação direta é diferente em relação a reação inversa uma coisa mais importante ainda outro maior for a energia de ativação Isso vai ser importante porque a gente começa entender como é que a gente pode afetar a velocidade de uma reação química menor será a velocidade lembra que essa energia de ativação a barreira energética e o quanto maior for a barreira a maior dificuldade os reagentes vão ter que chegar até lá o topo da curva e despertar para formar os nossos produtos por isso que aí energia de ativação grande né Muito alta acabam tendo reações químicas que são ali muito lentas e a gente vai ter que de alguma maneira né fazer com que essas reações sejam aceleradas beleza legal falando então dos fatores que afetam a velocidade das reações químicas concentração canção quatro fatores começando aí pela concentração quanto maior for a concentração dos nossos reagentes maior velocidade e faz sentido né que quantos em uma reação química precisa ter choques precisa ter colisões o tô maior for a quantidade de reagente ali mais fácil a probabilidade aumenta muito uma colisão é tipo pensar se você tá no ônibus vazio no rio cheio no ônibus vazio é difícil você colidir encontrada um esbarrão com outra pessoa faz um ônibus cheio aí fica muito mais fácil né se encontra lá precisar nos esbarrou muito mais fácil a maior concentração maior a velocidade dessa nossa reação química né esse gráfico que a gente já viu anteriormente ele vai mostrando ó e nós vamos ter porque é muito comum que é a seguinte pergunta aonde a velocidade é maior nos instantes iniciais no meio ou no final da reação como a gente vê aqui a inclinação da nossa da nossa reta né da nossa curva de aqui a concentração do reagente ó ela vai ficando né Vai inclinando cada vez menos quanto mais inclinado a maior velocidade Aliás a inclinação da reta e a derivada que é chamado de velocidade instantânea aí tem que saber calcular derivadas né então nos instantes iniciais da reação quanto maior for a quantidade maior concentração maior será a velocidade porque maior será o número de choques efetivos então aí eu tenho maior quantidade de reagentes e transformando em produtos beleza temperatura também é um fator que afeta a velocidade das reações quanto maior for a temperatura uma a velocidade e por que isso porque quanto maior for a temperatura Lembrando que ela é a sua mente relacionada com o grau de agitação médio das partículas se a temperatura maior as partículas estão mais agitadas então probabilidade de colisões aumenta muito a é por isso que então por exemplo a gente aí cozinhar em uma panela de pressão que atinge temperaturas superiores do que uma panela aberta EA velocidade de cozimento dos alimentos duros como uma batata com feijão enfim Ela é maior e mais a superfície de contato quanto maior for a superfície de contato ou seja quanto mais dividido finamente dividido tiver a nossa espécie maior velocidade é por isso que a gente pode falar que a velocidade no estado gasoso Então se a gente pensar a velocidade do estado gasoso ela é muito maior do que a velocidade quando ele estiver por exemplo no estado líquido né e é muito maior Claro bem maior do que quando a gente tiver no estado sólido chato estado sólido é muito difícil de ter reação química é por isso que o sólidos precisam estar reagir tem uma superfície de contato grande maior for a superfície de contato então mais o ponto de aí a interação maior probabilidade Shox maior velocidade não eo catalisador em cima que esses três primeiros pontos que estão aqui eles estão relacionados apenas com o número de colisões de choques efetivos o nosso catalisador especificamente é o único vai mexer na energia de ativação um catalisador eles sempre vai acelerar a reação química pela diminuição daquela barreira energética chamada de energia de ativação né então um catalisador como a gente pode ver aqui nós temos uma reação sem catalisador em relação a energia de ativação tá aqui né Tem uma barreira energética quando se coloca um catalisador ele quebra entre aspas é É como se eu tivesse um muro e quebra o muro aqui faz buraquinho no meio do muro e passa muito mais fácil Se eu tenho um muro muito alto né então para passar para Até formar os nossos produtos se eu tiver um muro menorzinho ou um buraco no meio desse muro eu passo muito facilmente então catalisador ele arranja um caminho alternativo é esse caminho alternativo nós temos uma energia menor uma barreira menor aí para ser assaltada Beleza a gente pode classificar os catalisadores como sendo homogêneos Onde estão no mesmo estado físico em relação sempre aos reagentes ou então catalisadores que são heterogêneos apresenta o estados físicos diferentes em relação aos nossos reagentes beleza legal onde o exercício do Enem que fala sobre aí os fatores que vão afetar a rapidez da das reações a velocidade das reações ela disse que alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas a seguir está com os três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos o primeiro item fala que a maioria dos produtos alimentícios se conserva por mais tempo quando submetidos a refrigeração é verdade por isso que a gente coloca as nossos alimentos né no na geladeira refrigeração tem muito bonitinho esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de E é verdade se o aumento da temperatura faz com que nós tenhamos maior número de Shox então é diminuição da temperatura nos vamos diminuir o grau de agitação das partículas fazendo então com que a velocidade de seja menor esse primeiro. Aqui está falando da temperatura o segundo.

Ele fala que um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária o corte de alimentos para acelerar o seu cozimento azul não se tem uma panela de pressão é a gente pode ver aí vai fazer uma sopa que o pessoal faz roupas vezes na panela de pressão para ser mais rápido né mas se não dá para picar tudo bem pequenininho E aí você tem o cozimento do alimento muito mais rápido porque porque você aí Aumentou a superfície de contato em vez de você cozinhar a batata inteira cozinhas são os pedacinhos e no terceiro. Ele fala que na preparação de iogurtes adicionando-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas lá em cima é uma proteína e essa proteína tem função de catalisador Então as enzimas são catalisadores aí biológicos né biocatalisadores diminui a energia de ativação do processo aí bioquímico um base no texto quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas Então se sabemos que o primeiro ponto é a temperatura o segundo. Aqui é a nossa superfície de contato e o terceiro.