Cinética Química

Lana Magalhães

A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade.

Reações químicas são o resultado de ações entre substâncias que geralmente formam outras substâncias.

Velocidade das Reações Químicas

O que determina a velocidade de uma reação química é o tempo em que os reagentes são consumidos para formar produtos. Assim, a velocidade de uma reação pode ser representada tanto pelo consumo de um reagente, quanto pela geração de um produto.

Antes de acontecer a reação química, temos quantidade máxima de reagentes e nenhum produto. Quando um dos reagentes é totalmente consumido, formam-se os produtos e a reação termina.

As reações químicas diferem na velocidade em que acontecem. Elas podem ser rápidas, moderadas ou lentas:

  • Reações rápidas ocorrem instantaneamente, com duração de microssegundos. Um exemplo é a queima do gás de cozinha.
  • Reações moderadas levam de minutos a horas para serem finalizadas. Um exemplo é a queima do papel.
  • Reações lentas podem durar séculos, porque os reagentes combinam-se lentamente. Um exemplo é a formação do petróleo.

Saiba mais sobre as Reações Químicas.

A Velocidade Média de uma reação química é a variação na quantidade de um reagente ou produto em um determinado intervalo de tempo.

Quando calculamos a velocidade média, queremos saber a velocidade em que um reagente foi consumido ou a velocidade em que um produto foi formado.

A equação da Velocidade Média é a seguinte:

Fórmula Velocidade Média

As unidades de quantidade podem ser dadas em massa, mols, volume e concentração molar. O tempo pode ser dado em segundos ou minutos.

Teoria das Colisões

A teoria das colisões é aplicada para reações gasosas. Ela determina que para a reação química acontecer os reagentes devem estar em contato, através de colisões.

Entretanto, apenas isso não garante que a reação ocorra. Também é preciso que as colisões sejam efetivas (orientadas). Isso garantirá que as moléculas adquiram energia suficiente, a energia de ativação.

A energia de ativação é a energia mínima necessária para que a formação do complexo ativado e efetiva realização da reação.

O complexo ativado é um estado transitório da reação, entre os reagentes, enquanto os produtos finais ainda não foram formados.

Fatores que Influenciam na Velocidade das Reações

Os principais fatores que afetam a velocidade das reações são:

Concentração de Reagentes

Quando a concentração dos reagentes aumenta, a frequência de choques entre as moléculas também aumenta, acelerando a reação.

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.

Superfície de Contato

Essa condição afeta apenas reações entre sólidos. A superfície de contato é a área de um reagente que fica exposta aos demais reagentes. Como as reações precisam de contato entre os reagentes, concluímos que: Quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação.

Pressão

Essa condição afeta apenas reações com gases. Com o aumento da pressão, o espaço entre as móleculas diminui, fazendo com que tenham mais colisões, aumentando a velocidade da reação.

Quanto maior a pressão, maior a velocidade da reação.

Temperatura

Temperatura é uma medida de energia cinética, que corresponde ao grau de agitação das partículas. Quando a temperatura é alta, as moléculas estão mais agitadas, aumentando a velocidade da reação.

Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação.

Catalisadores

O catalisador é uma substância capaz de acelerar uma reação química, sem ser consumido ao final da reação. As enzimas são catalisadores biológicos.

A presença de um catalisador aumenta a velocidade da reação.

Quer saber mais sobre o assunto? Leia também Reações Endotérmicas e Exotérmicas

Exercícios

1. (Cesgranrio) - Com relação a um fogão de cozinha, que utiliza mistura de hidrocarbonetos gasosos como combustível, é correto afirmar que:
a) a chama se mantém acesa, pois o valor da energia de ativação para ocorrência da combustão é maior que o valor relativo ao calor liberado.
b) a reação de combustão do gás é um processo endotérmico.
c) a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes na combustão dos gases.
d) a energia das ligações quebradas na combustão é maior que a energia das ligações formadas.
e) se utiliza um fósforo para acender o fogo, pois sua chama fornece energia de ativação para a ocorrência da combustão.

e) se utiliza um fósforo para acender o fogo, pois sua chama fornece energia de ativação para a ocorrência da combustão.

2. (Fuvest) - NaHSO4 + CH3COONa → CH3COOH + Na2SO4

A reação representada pela equação acima é realizada segundo dois procedimentos:

I. Triturando reagentes sólidos.
II. Misturando soluções aquosas concentradas dos reagentes.

Utilizando mesma quantidade de NaHSO4 e mesma quantidade de CH3COONa nesses procedimentos, à mesma temperatura, a formação do ácido acético:
a) é mais rápida em II porque em solução a frequência de colisões entre os reagentes é maior.
b) é mais rápida em I porque no estado sólido a concentração dos reagentes é maior.
c) ocorre em I e II com igual velocidade porque os reagentes são os mesmos.
d) é mais rápida em I porque o ácido acético é liberado na forma de vapor.
e) é mais rápida em II porque o ácido acético se dissolve na água.

a) é mais rápida em II porque em solução a frequência de colisões entre os reagentes é maior.

3. (UFMG) - A elevação de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas porque aumenta os fatores apresentados nas alternativas, EXCETO:

a) A energia cinética média das moléculas.
b) A energia de ativação.
c) A freqüência das colisões efetivas.
d) O número de colisões por segundo entre as moléculas.
e) A velocidade média das moléculas.

b) A energia de ativação.

4. (Unesp) - Sobre catalisadores, são feitas as quatro afirmações seguintes.

I - São substâncias que aumentam a velocidade de uma reação.
II - Reduzem a energia de ativação da reação.
III - As reações nas quais atuam não ocorreriam nas suas ausências.
IV - Enzimas são catalisadores biológicos.

Dentre estas afirmações, estão corretas, apenas:
a) I e II.
b) II e III.
c) I, II e III.
d) I, II e IV.
e) II, III e IV.

d) I, II e IV.

Lana Magalhães
Lana Magalhães
Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.