CINÉTICA QUÍMICA II

Aprenda sobre a Lei da Ação das Massas.

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LEI DA AÇÃO DAS MASSAS

A velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações em quantidade de matéria dos reagentes, elevadas a expoentes que são determinados experimentalmente.

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velocidade da reação  = v

constante da velocidade (só depende da temperatura) = k

concentração dos reagentes em mol/L = [ ]

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expoentes que são determinados experimentalmente = x e y

ORDEM DA REAÇÃO

É a soma dos expoentes na expressão da velocidade

MOLECULARIDADE DA REAÇÃO

É o número de moléculas reagentes disponíveis para as colisões em cada etapa.

REAÇÕES ELEMENTARES

São reações químicas que se processam em uma única etapa. Nesse tipo de reação, os expoentes (ordem da reação) são os próprios coeficientes estequiométricos na equação balanceada.

REAÇÕES NÃO ELEMENTARES

São reações químicas que se processam em duas ou mais etapas. Nesse tipo de reação, a velocidade só depende da etapa mais lenta, ou seja, os expoentes serão os coeficientes estequiométricos dessa etapa lenta.

EXPRESSÃO DA VELOCIDADE EM SISTEMAS HETEROGÊNEOS

Nas reações em que os reagentes se apresentam em diferentes estados de agregação, a expressão da velocidade deve ser escrita em função do(s) reagente(s) que estiver(em) no maior grau de liberdade molecular.

Grau de liberdade das moléculas:  Gasoso > Líquido > Sólido

OBSERVAÇÃO

Quando um determinado reagente estiver em solução aquosa, este terá o “status” de reagente gasoso, no que se refere ao grau de liberdade.

Exemplos:

1º) Na reação , a expressão da velocidade fica

2º) Na reação , a expressão da velocidade fica

3º) Na reação , a expressão da velocidade fica

4º) Na reação , a expressão da velocidade fica

Exercícios resolvidos

1) Escreva a expressão da velocidade para a reação 2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g), sabendo-se que ela se processa em uma única etapa.

Solução:

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Como a reação em questão é elementar, temos:

2) A hidrazina (N2H4) é utilizada, junto com alguns de seus derivados, como combustível sólido nos ônibus espaciais. Sua formação ocorre em três etapas:

2ª 

Global 

Escreva a expressão da velocidade para a reação global (formação da hidrazina).

Solução:

Como a reação não é elementar, a velocidade da reação global depende apenas da etapa mais lenta. Temos então:

3) Os dados abaixo referem-se à reação , realizada a 25ºC:

[A]

[B]

[C]

Velocidade(mol/L.min)

0,5

0,5

0,5

0,02

0,5

0,5

1,0

0,02

0,5

1,0

0,5

0,04

1,0

0,5

0,5

0,08

a) Escreva a equação da velocidade para a reação

b) Pode-se dizer que a reação é elementar? Justifique.

c) Calcule o valor da constante de velocidade.

d) Calcule a velocidade da reação a 25ºC, se quando as concentrações de cada um dos reagentes forem iguais a 2,0 mol/L.

Solução:

a) Ao compararmos as experiências 1 e 2, verificamos que quando a concentração de C é duplicada e as concentrações de A e B são mantidas constantes, a velocidade da reação não se altera.

Ao compararmos as experiências 1 e 3, verificamos que quando a concentração de B é duplicada e as concentrações de A e C são mantidas constantes, a velocidade da reação é duplicada.

Ao compararmos as experiências 1 e 4, verificamos que quando a concentração de A é duplicada e as concentrações de B e C são mantidas constantes, a velocidade da reação é quadruplicada. Assim, temos:

b) Não, já que a ordem da reação não representa os coeficientes estequiométricos.

c)

Substituímos na 4ª experiência, por exemplo, temos:

d)

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