(Brown, LeMay, Bursten, 2005) - (a) Qual o significado do termo velocidade de reação? (b) Dê três fatores que afetam a velocidade de uma reação química. (c) Qual a informação necessária para relacionar a velocidade de desaparecimento de um reagente na velocidade de aparecimento dos produtos?
Passo 1
O enunciado faz três perguntas sobre cinética química:
(a) o que significa o termo “velocidade de reação”?
(b) quais fatores afetam essa velocidade?
(c) que informação é necessária para relacionar a velocidade de desaparecimento de um reagente à velocidade de aparecimento de um produto?
Para resolver, vamos usar a definição de velocidade em termos de variação de concentração e a relação baseada nos coeficientes estequiométricos de uma reação genérica.
(a) o que significa o termo “velocidade de reação”?
(b) quais fatores afetam essa velocidade?
(c) que informação é necessária para relacionar a velocidade de desaparecimento de um reagente à velocidade de aparecimento de um produto?
Para resolver, vamos usar a definição de velocidade em termos de variação de concentração e a relação baseada nos coeficientes estequiométricos de uma reação genérica.
Passo 2
Definimos a velocidade de reação como a taxa de variação da concentração de reagentes ou produtos por unidade de tempo. Para a reação genérica
a velocidade instantânea
pode ser escrita de forma que seja um valor positivo:
Aqui o sinal negativo nos termos de reagente garante que
quando
e
diminuem.
Passo 3
Três fatores que afetam a velocidade de uma reação química são:
- concentração dos reagentes: quanto maior
ou , maior a frequência de colisões entre moléculas e, em geral, maior . - temperatura: ao aumentar
, as moléculas ganham mais energia cinética, aumentando a frequência e a efetividade das colisões, o que eleva . - presença de catalisador: um catalisador fornece um caminho de menor energia de ativação, acelerando a reação sem ser consumido.
Passo 4
Para relacionar quantitativamente a velocidade de desaparecimento de um reagente com a de aparecimento de um produto, é necessário conhecer os coeficientes estequiométricos
da equação balanceada. Esses coeficientes determinam os fatores
,
etc. que igualam as diferentes expressões de
.
Resposta
(a) Velocidade de reação é a taxa de variação de concentração de reagentes ou produtos por unidade de tempo, normalmente expressa por
(b) Três fatores que afetam
são: concentração dos reagentes; temperatura; e presença de catalisador.
(c) É preciso conhecer os coeficientes estequiométricos da reação balanceada para relacionar as velocidades de consumo de reagentes e formação de produtos.
(c) É preciso conhecer os coeficientes estequiométricos da reação balanceada para relacionar as velocidades de consumo de reagentes e formação de produtos.