Sobre a velocidade de uma reação química, é correto dizer que
a) varia inversamente com a temperatura absoluta.
b) depende do número de colisões efetivas entre os reagentes.
c) independe da superfície de contato de um sólido envolvido.
d) só varia se for utilizado um catalisador.
e) nunca varia.
a) varia inversamente com a temperatura absoluta.
b) depende do número de colisões efetivas entre os reagentes.
c) independe da superfície de contato de um sólido envolvido.
d) só varia se for utilizado um catalisador.
e) nunca varia.
Passo 1
O enunciado pergunta: “Sobre a velocidade de uma reação química, é correto dizer que” e dá cinco alternativas (a) a (e). Listei as alternativas exatamente como foram dadas:
a) varia inversamente com a temperatura absoluta.
b) depende do número de colisões efetivas entre os reagentes.
c) independe da superfície de contato de um sólido envolvido.
d) só varia se for utilizado um catalisador.
e) nunca varia.
O objetivo é escolher qual dessas afirmações está correta.
a) varia inversamente com a temperatura absoluta.
b) depende do número de colisões efetivas entre os reagentes.
c) independe da superfície de contato de um sólido envolvido.
d) só varia se for utilizado um catalisador.
e) nunca varia.
O objetivo é escolher qual dessas afirmações está correta.
Passo 2
Conceito-chave: o que é velocidade (ou taxa) de uma reação?
A velocidade de reação é uma medida de quanto a concentração dos reagentes diminui (ou dos produtos aumenta) por unidade de tempo. Por exemplo, para uma reação elementar hipotética , uma forma simples da lei de velocidade é
A velocidade de reação é uma medida de quanto a concentração dos reagentes diminui (ou dos produtos aumenta) por unidade de tempo. Por exemplo, para uma reação elementar hipotética
onde
é a velocidade instantânea da reação,
é a constante de velocidade (depende da temperatura e da natureza da reação) e
,
são as concentrações molares dos reagentes. Aqui:
-
: velocidade da reação (por ex. mol·L{-1}·s{-1}), -
: constante de velocidade (unidades dependem da ordem da reação), -
, : concentrações molares dos reagentes.
Isso ilustra que a velocidade depende, entre outras coisas, do número de encontros entre reagentes (maiorou → mais colisões → maior ).
Passo 3
Teoria das colisões (aula rápida e simples):
Para que uma colisão entre moléculas resulte em reação ela precisa ser “efetiva”. Duas condições básicas:
Para que uma colisão entre moléculas resulte em reação ela precisa ser “efetiva”. Duas condições básicas:
- Energia suficiente: a colisão precisa envolver energia igual ou maior que a energia de ativação
. - Orientação adequada: as moléculas têm que se alinhar corretamente para que ocorra formação/quebra de ligações.
Portanto, a velocidade depende do número de colisões efetivas — não de todas as colisões. Isso já aponta que a alternativa (b) é coerente com a teoria das colisões.
Passo 4
Efeito da temperatura — por que (a) está errada:
A temperatura afeta fortemente a velocidade porque altera a distribuição de energias das moléculas. A dependência costuma ser dada pela equação de Arrhenius:
A temperatura afeta fortemente a velocidade porque altera a distribuição de energias das moléculas. A dependência costuma ser dada pela equação de Arrhenius:
onde:
-
é a constante de velocidade, -
é o fator pré-exponencial (frequência de colisões favoráveis), -
é a energia de ativação (em J·mol^{-1}), -
é a constante dos gases (8,314 J·mol{-1}·K{-1}), -
é a temperatura absoluta em kelvin.
Note queaumenta quando aumenta (o expoente fica menos negativo). Logo, a velocidade NÃO varia inversamente com a temperatura absoluta; em geral ela aumenta quando aumenta. Portanto a alternativa (a) é falsa.
Passo 5
Superfície de contato em sólidos — por que (c) está errada:
Em reações heterogêneas (um reagente sólido e outro gasoso ou em solução), a reação ocorre na superfície do sólido. Se você aumenta a área de superfície (por ex. triturando um sólido em pó), mais moléculas do outro reagente conseguem “encontrar” a superfície por unidade de tempo → mais colisões efetivas na interface → maior velocidade. Exemplo prático: comprimidos versus pó reagem mais lentamente porque têm menor área de contato. Assim, a velocidade depende da superfície de contato quando há sólidos envolvidos, logo (c) é falsa.
Em reações heterogêneas (um reagente sólido e outro gasoso ou em solução), a reação ocorre na superfície do sólido. Se você aumenta a área de superfície (por ex. triturando um sólido em pó), mais moléculas do outro reagente conseguem “encontrar” a superfície por unidade de tempo → mais colisões efetivas na interface → maior velocidade. Exemplo prático: comprimidos versus pó reagem mais lentamente porque têm menor área de contato. Assim, a velocidade depende da superfície de contato quando há sólidos envolvidos, logo (c) é falsa.
Passo 6
Catalisadores e variação de velocidade — por que (d) e (e) estão erradas:
- Catalisadores alteram a velocidade porque fornecem um caminho alternativo com menor energia de ativação
, aumentando . Mas isto não significa que a velocidade só varia se houver catalisador — temperatura, concentração, pressão (para gases), superfície de contato e intensidade de agitação também mudam a velocidade. Portanto (d) é falsa. - A alternativa (e) “nunca varia” é claramente falsa porque já vimos vários fatores que a influenciam: temperatura, concentração, pressão, superfície, catalisadores, luz (em reações fotoquímicas), etc.
Passo 7
Resumo de verificação das alternativas com uma frase cada:
a) Falsa — temperatura geralmente aumenta a velocidade; não varia inversamente.
b) Verdadeira — por definição prática da teoria das colisões, a velocidade depende do número de colisões efetivas (energia ≥ e orientação correta).
c) Falsa — para sólidos, a superfície de contato importa (mais área → maior velocidade).
d) Falsa — catalisadores podem alterar a velocidade, mas não são a única causa de variação.
e) Falsa — a velocidade pode e costuma variar com diversos fatores.
a) Falsa — temperatura geralmente aumenta a velocidade; não varia inversamente.
b) Verdadeira — por definição prática da teoria das colisões, a velocidade depende do número de colisões efetivas (energia ≥
c) Falsa — para sólidos, a superfície de contato importa (mais área → maior velocidade).
d) Falsa — catalisadores podem alterar a velocidade, mas não são a única causa de variação.
e) Falsa — a velocidade pode e costuma variar com diversos fatores.
Passo 8
Conclusão e dica de prova (curta, amigável):
- Na prova, quando perguntarem sobre velocidade de reação, pense sempre: “o que aumenta o número de colisões efetivas (energia e orientação)?” — se a alternativa mencionar colisões efetivas, é um bom sinal.
- Lembre de Arrhenius para justificar efeitos da temperatura e de exemplos simples (pó vs bloco, aumentar concentração) para justificar superfície e concentração. Você já tem o raciocínio pronto para responder rapidamente!
Resposta
b