Defina cinética química. Cite fatores que afetam a velocidade de uma reação química explicando cada um deles.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos o que é cinética química e depois listarmos os fatores que afetam a velocidade de uma reação, explicando cada um deles. Para resolver, vamos primeiro apresentar o conceito geral de cinética química e em seguida detalhar cada fator que altera a rapidez com que reagentes se transformam em produtos.

Passo 2

Cinética química é o ramo da química que estuda a velocidade (ou taxa) das reações e os mecanismos pelos quais elas ocorrem. Em outras palavras, a cinética investiga quão rápido os reagentes são consumidos e como variáveis como temperatura, concentração e outros interferem nessa rapidez.

Passo 3

Concentração dos reagentes
Quanto maior a concentração de uma espécie química, maior a probabilidade de colisões eficazes entre moléculas. Formalmente, muitas reações obedecem à lei de velocidade do tipo
v = k\,[A]^m\,[B]^n
onde v é a velocidade, k a constante cinética e m,n as ordens de reação em relação a A e B. Aumentar [A] ou [B] eleva diretamente v.

Passo 4

Temperatura
A temperatura influencia a energia cinética média das moléculas. Pelo modelo de Arrhenius, a constante k varia com T segundo
k = A \exp\!\Bigl(-\frac{E_a}{RT}\Bigr)
onde A é o fator de frequência, E_a a energia de ativação, R a constante dos gases e T a temperatura (em kelvin). Ao aumentar T, cresce exponencialmente k e, portanto, a reação acelera.

Passo 5

Catalisadores
Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação sem ser consumida. Ele oferece um caminho alternativo com menor E_a. No modelo de Arrhenius isso se reflete em um k maior para a mesma T, pois diminui o termo \exp(-E_a/RT).

Passo 6

Área de superfície (em sistemas heterogêneos)
Em reações envolvendo sólido e fluido, quanto maior a área de contato do sólido (por exemplo, pó em vez de bloco), maior o número de colisões entre reagentes na interface, resultando em maior velocidade de reação.

Passo 7

Natureza dos reagentes e pressão (para gases)
Ligação química forte ou geometria complexa pode reduzir a frequência de colisões efetivas, tornando a reação mais lenta. No caso de gases, aumentar a pressão equivale a aumentar a concentração, acelerando reações gasosas.

Resposta

Cinética química estuda as velocidades das reações e os mecanismos de transformação dos reagentes em produtos. Os principais fatores que afetam essa velocidade são:
(a) Concentração dos reagentes, pois aumenta a probabilidade de colisões.
(b) Temperatura, via equação de Arrhenius, já que eleva a energia cinética e k.
(c) Catalisadores, que diminuem a energia de ativação e aumentam k.
(d) Área de superfície em sistemas heterogêneos, ao proporcionar mais locais de colisão.
(e) Natureza dos reagentes (força de ligação e complexidade) e, no caso de gases, a pressão, pois afeta a concentração.

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