Um professor realiza uma reação entre ácido clorídrico (\mathrm{HCl}) e magnésio (\mathrm{Mg}), observando a formação de bolhas de \mathrm{H}_{2}. Explique como a superfície de contato do magnésio (pó fino x fita metálica) afeta a velocidade da reação.

Passo 1

O enunciado descreve uma reação entre ácido clorídrico e magnésio, com formação de bolhas de hidrogênio. O conteúdo envolvido é cinética química, mais especificamente como a superfície de contato do sólido afeta a velocidade da reação. Para resolver, vamos usar a teoria das colisões e o conceito de área superficial.

Passo 2

Segundo a teoria das colisões, a velocidade de reação depende da frequência e da energia das colisões entre as espécies reagentes. No caso da reação
\mathrm{Mg} + 2\,\mathrm{HCl} \;\longrightarrow\; \mathrm{MgCl}_2 + \mathrm{H}_2
a velocidade inicial v é proporcional ao número de colisões entre partículas de \mathrm{Mg} e íons \mathrm{H}^+. Um dos fatores que aumenta essa frequência é a área de superfície do reagente sólido exposta ao ácido.

Passo 3

Quando usamos magnésio em forma de pó fino, cada partícula individual tem dimensões muito pequenas, o que resulta em uma área superficial total elevada. Já a fita metálica, embora tenha a mesma massa, apresenta área exposta muito menor. Como consequência:
  • pó fino → maior área de contato → mais colisões por segundo → maior velocidade de reação
  • fita metálica → menor área de contato → menos colisões por segundo → menor velocidade de reação

Passo 4

Na prática, isso se traduz em formação de bolhas de \mathrm{H}_2 bem mais vigorosa e rápida com o pó fino do que com a fita. À medida que o pó vai consumindo, sua área diminui, mas o efeito inicial de alta área faz a reação começar muito mais depressa.

Resposta

O magnésio em pó fino reage mais rapidamente que a fita metálica porque apresenta área de superfície total maior, aumentando a frequência de colisões com o ácido e, portanto, acelerando a formação de bolhas de \mathrm{H}_2.

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