Material complementar 7

EXTENSIVO 2012
Disciplina: Química
Professores: Thiago Altair/Anderson
Estudante:________________________________________________________
Material complementar – Velocidade das reações químicas.
Introdução
Compreender a relação energética nos processos químicos nos fornece bases para termos ideia sobre o “custo” das reações e
sobre sua possibilidade de ocorrência, isto é, se são espontâneas ou exigem de esforço externo para que ocorram. Porém, este estudo,
próprio da chamada termodinâmica, não nos fornece informações sobre o tempo de acontecimento de um processo químico. É o
famoso caso da transformação do diamante em grafite, que é espontânea, porém estima-se que dura por volta de milhões de anos para
que aconteça de forma significativa.
Ao estudo que contempla a questão do tempo, damos o nome de cinética química. Mais especificamente, a cinética trata da
transformação da matéria em relação ao tempo. E à comparação entre uma variação de qualquer coisa em relação à passagem de
tempo, damos o nome de velocidade, por exemplo temos a variação do espaço(o que chamamos de distância) em relação à passagem
de tempo, a variação do número de habitantes de certa localização em relação ao passar dos anos - o que chamamos de velocidade de
crescimento populacional. No caso da química, a grandeza que é parâmetro para olharmos a velocidade é a variação da quantidade de
moléculas de um dos reagentes ou de um dos produtos. Para calcular a velocidade, temos como regra geral a equação abaixo:
Em que V é velocidade, x pode ser alguma grandeza qualquer e t é o tempo
No caso da química, representamos a equação geral de velocidade da seguinte maneira:
Em que n é a quantidade de um reagente ou um produto, em mol.
-Classificação das transformações pela velocidade
É comum classificarmos as transformações químicas conforme sua velocidade, como exemplificamos abaixo:
-Reações rápidas; Ex: As chamadas explosões e como exemplo, temos a reação de decomposição da nitroglicerina (C 3H5N3O9),
que é altamente explosiva e consome algumas gramas do composto em frações de segundos.
-Reações lentas; Ex: A combustão da celulose (C6H10O5), que é o que acontece majoritariamente quando
queimamos uma folha de papel e consome algumas gramas do composto em questão de segundos.
Reações extremamente lentas; Ex: Além da conversão de diamante em grafite, temos um tipo de decaimento radioativo,
que é um fenômeno nuclear, em que um átomo de carbono com massa atômica 14u (Carbono 14-C14) libera uma
partícula chamada de radiação beta e se transforma no carbono 12u, mais estável. Com base neste fenômeno, fazem-se a
datação de fósseis, pois o tempo para metade da quantidade de C14 decair demora em média 5.730 anos.
-Fatores que influenciam na velocidade da reação
Cada reação química especificamente possui sua velocidade, que pode ser medida experimentalmente. Porém,
experimentalmente chegaram-se à conclusão que praticamente apenas dois fatores podem fazer uma reação química
ficar mais rápida ou lenta, esses fatores são: a temperatura do meio e a superfície onde há o contato entre os reagentes
químicos. A teoria molecular nos provém explicações que possam dar sentido a essa influência, vejamos abaixo quais são:
-Temperatura: Lembrando que a temperatura foi definida como o grau de agitação das partículas (átomos ou
moléculas) e que uma reação química acontece quando a molécula de um reagente colide
com a de outro a certa velocidade (neste caso, a velocidade seria do movimento da
molécula). Ao aumentarmos a temperatura, aumentamos a velocidade de movimento das
moléculas, logo será mais provável de acontecer a reação química e a reação ficará mais
rápida.
-Superfície de contato: Já que para acontecer uma reação química deve haver contato
entre os reagentes, quanto mais moléculas dos reagentes estiverem em contato entre si,
mais delas serão consumidas, logo mais rápida será a reação. Por exemplo, há um
experimento muito comum nas escolas, sobre cinética, que envolve ver o tempo em que um
comprimido efervescente demora para se dissolver em água (imagens ao lado).
Primeiramente mede-se o tempo para dissolver o comprimido inteiro, depois o mede
o tempo após triturar um outro comprimido. Conclui-se que o tempo para dissolver o
triturado é menor, isto é, sua velocidade é maior, pois os grãos do comprimido
possuem superfície de contato bem maior com a água.
-Catalisadores e venenos
Além dos fatores físicos que alteram a velocidade das reações, há também os
chamados catalisadores que são substâncias químicas que não são reagentes (isto é, não são consumidos em uma reação),
mas fazem a velocidade de uma reação aumentar. Cada reação tem seu catalizador e o catalisador é representado na
equação química da reação acima da seta.
Esta é a reação de síntese da amônia (NH3), e se usa, para aumentar a velocidade desta reação química, uma mistura de
ferro, óxido de potássio(K2O) e óxido de alumínio (Al2O3).
Existem os chamados venenos de catalisador, que aniquilam o efeito destes. Ou seja, se há um catalisador colocado
em contato com a reação, ele não aumentará a velocidade da reação se um veneno de catalisador contaminar o sistema. O
termo veneno é usado, pois parte das substâncias tóxicas que conhecemos usualmente como venenos são venenos de
catalisadores. Toda síntese de proteínas que formam o corpo de um ser vivo como o de um animal, por exemplo, é
“acelerada” com a ajuda de catalisadores biológicos, que são as chamadas enzimas. E as substâncias que conhecemos
como venenos aniquilam o efeito dessas enzimas, fazendo que a síntese seja mais lenta do que deveria podendo fazer o
corpo entrar em colapso.