(a) quais são os cinco principais fatores que afetam a velocidade de uma reação?
(b) como a temperatura influencia a velocidade de reação qualitativamente?
(c) e quantitativamente, como a temperatura afeta a velocidade de uma reação?

Passo 1

O enunciado pede três coisas no contexto de cinética química: (a) listar e explicar os cinco principais fatores que influenciam a velocidade de uma reação, (b) descrever qualitativamente como a temperatura age sobre essa velocidade e (c) dar a relação quantitativa entre temperatura e velocidade. Para resolver precisaremos recorrer à teoria das colisões, ao conceito de energia de ativação e à equação de Arrhenius.

Passo 2

Os cinco principais fatores que afetam a velocidade de uma reação são:
  • Concentração (ou pressão, no caso de gases): maior concentração dos reagentes implica mais moléculas por volume, logo mais colisões por segundo e, consequentemente, maior frequência de colisões efetivas.
  • Natureza dos reagentes: substâncias iônicas em solução geralmente reagem mais rápido que moléculas covalentes, pois não precisam quebrar tantas ligações antes de formar produto.
  • Superfície de contato (para sólidos): quanto maior a área exposta de um reagente sólido, mais moléculas ficam disponíveis para colidir com o outro reagente, acelerando a reação.
  • Catalisador: uma substância que fornece um caminho com energia de ativação menor ( E_a) sem ser consumida, aumentando a fração de colisões que vencem essa barreira energética.
  • Temperatura: ao elevar a temperatura, a energia cinética média das moléculas sobe, aumentando tanto a frequência de colisões quanto a fração de colisões com energia igual ou superior a E_a.

Passo 3

Qualitativamente, quando a temperatura aumenta:
1. A energia cinética média das moléculas cresce.
2. A frequência de colisões aumenta (mais agitação térmica).
3. A fração de colisões “efetivas” — isto é, com energia >= energia de ativação — também aumenta significativamente.
No geral, a reação acelera porque há mais encontros e mais desses encontros são capazes de ultrapassar a barreira de E_a.

Passo 4

Quantitativamente, descrevemos o efeito da temperatura na constante de velocidade k pela equação de Arrhenius. Em sua forma básica:
k = A \, e^{-E_a/(R\,T)}
onde
\bullet A é o fator pré-exponencial (ou frequência de colisões efetivas),
\bullet E_a é a energia de ativação,
\bullet R é a constante universal dos gases e
\bullet T é a temperatura absoluta em kelvin.
Daí, para duas temperaturas T_1 e T_2, temos
\ln\biggl(\frac{k_2}{k_1}\biggr) = \frac{E_a}{R}\,\Bigl(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\Bigr).
Isso mostra que k cresce exponencialmente com 1/T diminuindo, ou seja, mesmo pequenos aumentos em T podem duplicar (ou mais) a velocidade de reação.

Resposta

(a) Concentração/pressão; natureza dos reagentes; superfície de contato; catalisador; temperatura.
(b) Aumentar T eleva a energia cinética média e a frequência de colisões efetivas, acelerando a reação.
(c) Pela equação de Arrhenius:
k = A \, e^{-E_a/(R\,T)},
e para duas temperaturas,
\ln\bigl(k_2/k_1\bigr) = \frac{E_a}{R}\Bigl(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\Bigr).

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