(Mackenzie-SP) Quando se observa que a velocidade de reação é maior em um comprimido efervescente usado no combate à azia?
a) Quando colocado inteiro, em água que está à temperatura de
.
b) Quando pulverizado, em água que está à temperatura de
.
c) Quando colocado inteiro, em água que está à temperatura de
.
d) Quando pulverizado, em água que está à temperatura de
.
e) Quando colocado inteiro, em água que está à temperatura de
.
a) Quando colocado inteiro, em água que está à temperatura de
b) Quando pulverizado, em água que está à temperatura de
c) Quando colocado inteiro, em água que está à temperatura de
d) Quando pulverizado, em água que está à temperatura de
e) Quando colocado inteiro, em água que está à temperatura de
Passo 1
O enunciado pergunta qual situação leva à maior velocidade de reação de um comprimido efervescente usado contra azia. As informações dadas (cada uma é uma alternativa) são:
a) comprimido inteiro em água a .
b) comprimido pulverizado em água a .
c) comprimido inteiro em água a .
d) comprimido pulverizado em água a .
e) comprimido inteiro em água a .
A tarefa: escolher em qual dessas cinco situações a velocidade de reação é maior.
a) comprimido inteiro em água a
b) comprimido pulverizado em água a
c) comprimido inteiro em água a
d) comprimido pulverizado em água a
e) comprimido inteiro em água a
A tarefa: escolher em qual dessas cinco situações a velocidade de reação é maior.
Passo 2
Primeiro vamos entender, de forma simples, o que faz uma reação acontecer mais rápido. A ideia central é a teoria das colisões: reações químicas ocorrem quando as partículas reagentes colidem de forma eficaz. Três fatores importantes que aumentam a velocidade são: (1) mais colisões por unidade de tempo, (2) colisões com energia suficiente para superar a barreira de ativação, e (3) maior área de contato entre reagentes quando há superfícies envolvidas. Vou explicar cada um com calma.
Sobre temperatura: quando a temperatura aumenta, as partículas movem-se mais rápido e, portanto, há duas consequências boas para a velocidade de reação: (i) aumentam as colisões por segundo; (ii) uma maior fração das colisões tem energia suficiente para superar a energia de ativação. Isso pode ser expresso pela equação de Arrhenius:
onde
é a constante de velocidade (maior
significa reação mais rápida),
é o fator pré-exponencial (ligado à frequência de colisões com orientação correta),
é a energia de ativação,
é a constante dos gases e
é a temperatura absoluta em kelvin. Explicando as variáveis:
é a “barreira” que precisa ser vencida;
é a temperatura em kelvin (mais
faz o expoente
ficar menos negativo, então
cresce e
aumenta). Conclusão prática: mais temperatura → reação mais rápida.
Passo 3
Sobre superfície / estado físico (inteiro vs pulverizado): quando você pulveriza o comprimido, você aumenta muito a área de contato entre o sólido e a água. Mais área de contato significa muito mais partículas do comprimido expostas ao solvente ao mesmo tempo, logo mais colisões reativas por unidade de tempo. Em linguagem simples: pulverizar = mais superfície = reagir mais depressa. Mesmo que a temperatura seja moderada, aumentar a superfície costuma dar grande efeito prático na velocidade.
Passo 4
Agora combinamos os dois efeitos (temperatura e superfície). Para acelerar ao máximo a reação queremos:
- a temperatura mais alta disponível (dentre as opções:
é a maior), e - a maior área de contato (pulverizado é melhor que inteiro).
Vamos comparar as alternativas usando isso:
- (a) inteiro e frio (
) → temperatura baixa e pouca superfície: lenta. - (b) pulverizado e quente (
) → temperatura alta e muita superfície: aqui a reação recebe ambos os fatores que aceleram bastante. - (c) inteiro e quente (
) → temperatura boa, mas pouca superfície (pior que b). - (d) pulverizado e frio (
) → boa superfície, mas temperatura muito baixa (pior que b). - (e) inteiro e temperatura ambiente (
) → nem superfície nem temperatura ideais (pior que c e b).
Passo 5
Portanto, a combinação que maximiza tanto a fração de colisões com energia suficiente (temperatura alta) quanto o número de colisões (grande área de contato) é a alternativa (b): comprimido pulverizado em água a
. Confia: temperatura alta e pulverizar é a receita para efervescência mais rápida.
Resposta
b) Quando pulverizado, em água que está à temperatura de
.