Quais são os fatores que afetam as velocidades das reações? Explique detalhadamente cada um.
Passo 1
O exercício pergunta quais são os fatores que afetam a velocidade das reações químicas e pede uma explicação detalhada de cada um.
Conteúdo: Cinética química (estudo de como e por que a velocidade das reações varia).
O que vamos precisar:
Conteúdo: Cinética química (estudo de como e por que a velocidade das reações varia).
O que vamos precisar:
- Entender o que é velocidade de reação.
- Ver como cada fator (concentração, temperatura, pressão, etc.) altera essa velocidade.
Passo 2
Fator 1 – Concentração dos reagentes
- Teoria das colisões: para reagir, moléculas têm de se chocar. Quanto maior a concentração, mais moléculas por volume, logo mais colisões por segundo.
- Lei de velocidade simplificada (por exemplo, para A + B → produtos):
–
é a velocidade da reação.
– é a constante de velocidade (depende de temperatura e outras coisas).
– e
são ordens parciais (dependem do mecanismo).
Se você aumenta ,
cresce proporcionalmente a
.
–
–
Se você aumenta
Passo 3
Fator 2 – Temperatura
- Mais temperatura = moléculas mais agitadas = colisões mais enérgicas.
- Equação de Arrhenius:
–
é a energia de ativação.
– constante dos gases.
– temperatura em kelvin.
Quando sobe, o expoente
fica menos negativo, então
aumenta e a reação acelera.
–
–
Quando
Passo 4
Fator 3 – Pressão (só para gases)
Aumentar a pressão de um gás é como aumentar sua concentração: diminui o volume, aumenta o número de moléculas por litro, gera mais colisões e, portanto, acelera a reação.
Aumentar a pressão de um gás é como aumentar sua concentração: diminui o volume, aumenta o número de moléculas por litro, gera mais colisões e, portanto, acelera a reação.
Passo 5
Fator 4 – Estado físico e área superficial
Em sistemas heterogêneos (sólido + líquido ou gás), só as moléculas na superfície do sólido reagem. Se você pulverizar (aumentar a área), há mais “pessoas na festa” para colidir, então a reação fica mais rápida.
Em sistemas heterogêneos (sólido + líquido ou gás), só as moléculas na superfície do sólido reagem. Se você pulverizar (aumentar a área), há mais “pessoas na festa” para colidir, então a reação fica mais rápida.
Passo 6
Fator 5 – Catalisadores
Catalisadores oferecem um “caminho alternativo” com menor energia de ativação . Pela equação de Arrhenius, reduzir
faz
crescer muito, acelerando a reação, sem ser consumidos no processo.
Catalisadores oferecem um “caminho alternativo” com menor energia de ativação
Passo 7
Fator 6 – Natureza dos reagentes
Algumas substâncias reagentes têm ligações mais fáceis de quebrar ou átomos menores e leves, então reagem rápido; outras têm ligações fortes ou estruturas complexas, reagindo devagar. É o “tamanho da barreira” e como elas se encaixam quimicamente.
Algumas substâncias reagentes têm ligações mais fáceis de quebrar ou átomos menores e leves, então reagem rápido; outras têm ligações fortes ou estruturas complexas, reagindo devagar. É o “tamanho da barreira” e como elas se encaixam quimicamente.
Resposta
Os fatores que afetam a velocidade das reações são:
- Concentração dos reagentes
- Temperatura
- Pressão (para gases)
- Estado físico e área superficial (em heterogêneos)
- Catalisadores
- Natureza dos reagentes