Fatores que Alteram a Velocidade de uma Reação


Estado físico

De um modo geral, os gases são mais reativos que os líquidos, e estes, mais reativos que os sólidos. Nos gases as moléculas estão livres e com maior energia cinética média para a movimentação. Com isso, os choques serão mais frequentes, havendo maior probabilidade de ocorrer a reação mais rápida.
No estado líquido a reação é facilitada, quando dois líquidos miscíveis entram em contato, enquanto que no estado sólido as reações são em geral mais difíceis e mais lentas.

Velocidade de uma Reação

Superfície de contato

Quando os reagentes são pulverizados, aumenta-se a superfície de contato entre eles, aumentando a probabilidade dos choques e consequentemente tendo elevação da velocidade da reação.
Então, temos:

Zn(s) + H2S04(aq)
ZnS04(aq) + H2′(g)
Solução aquosa de H2SO4
Solução aquosa de H2SO4
Zinco sólido
Zinco em pó

Com um pedaço de zinco a reação será lenta, pois só os átomos da superfície do zinco é que entram em contato com o H2SO4. Com o zinco em pó a reação se torna mais rápida, porque assim facilitamos o contato (choque) entre os reagentes.

Observação:   tf  superfície contato (pulverizado)

Temperatura

A temperatura é um dos fatores que mais altera a velocidade de reação. Sempre um aumento da temperatura aumenta a velocidade de reação. Na prática, podemos observar quando aumentamos a chama do fogão, logo aumenta a fervura, o alimento fica cozido em um tempo menor. Assim como o alimento guardado na geladeira (menor temperatura) aumenta a durabilidade.
tf      temperatura.
tf      Ec média das moléculas.
tf      número de moléculas com energia maior que a ativação.
tf      número colisões efetivas. tf      velocidade de reação.

Regra de Van’t Hoff

Aumento de 10°C na temperatura, duplica a velocidade de reação.

a)     fotossíntese: obtenção de moléculas maiores a partir das menores.
luz   > 2HQ –> C02 + H20 ___ luz   > amido, açúcares, celulose.
b)    fotólise: obtenção de moléculas menores a partir de maiores.
ZAgBr –> 2Ag + Br2 (filmes fotográficos)

Eletricidade

Quando uma faísca elétrica provoca a explosão da gasolina na câmara de combustão de um automóvel ou então a reação do hidrogênio e oxigênio. Numa reação, a faísca elétrica fornece energia suficiente para algumas moléculas atingirem a energia de ativação, necessária para desencadear a reação exotérmica.

Luz

A influência da luz nas reações denomina-se reações fotoquímicas, sendo classificadas em:

Concentração dos reagentes
tf      [reagentes].
1T      número moléculas reagentes/volume.
tf      número de colisões efetivas.
tf      velocidade de reação.

Na cinética química, a expressão da velocidade depende da concentração dos reagentes e não dos produtos, pois já estão sendo formados na reação, a partir dos próprios reagentes. A representação [x], indica a molaridade com que esta participa na reação.

A concentração de um reagente pode ser aumentada, aumentando-se o número de moléculas ou diminuindo-se o volume. É por isso que o aumento da pressão, sobre o sistema gasoso, irá aumentar a velocidade de reação. num sistema gasoso, as pressões parciais são proporcionais às concentrações molares (numa mistura gasosa, a pressão parcial de um gás é a pressão desse gás, suposto sozinho, no mesmo volume e temperatura da mistura).

No caso de uma reação ocorrer em várias etapas, a etapa lenta será a etapa determinante da velocidade de reação:

A maioria das reações realizam-se em várias etapas e na grande maioria dos casos, cada etapa resulta de uma colisão entre duas moléculas. Colisões simultâneas entre três moléculas, tem probabilidade muito pequena de ocorrer, e com quatro ou mais moléculas simultaneamente é praticamente impossível de ocorrer, na prática.

Ordem de uma reação: pode ser determinada experimentalmente ou sendo a soma dos expoentes de uma reação.
Molecularidade: é o número de moléculas que se chocam em cada etapa da reação.

A Lei de Guldberg-Waage deve ser trabalhada com cuidado. Na realidade ela só tem valor quando determinada experimentalmente para cada reação em particular.

Quando esta reação ocorre em solução aquosa diluída, tem a velocidade que depende apenas da concentração da sacarose. A solução é diluída, isto é, a quantidade de H2O é tão grande quando comparada a quantidade de C12H220U, que mesmo gastando H2Ó da reação, podemos dizer que a [H20] permanece constante.

Catálise: toda reação química que ocorre na presença de um catalisador.
Catalalisador: substância que altera a velocidade de uma reação, aumentando ou diminuindo a energia de ativação de uma reação, sem sofrer alteração qualitativa e nem quantitativa no término da reação.

Em toda a reação em que se adiciona uma substância para aumentar a velocidade de reação estaremos utilizando um catalisador positivo por estar aumentando a velocidade, porém, algumas substâncias são usadas na conservação de alimentos, bebidas e outros produtos perecíveis que retardam a reação, sendo desta forma, conhecidas como inibidores (antigamente chamado de catalisador negativo).

Tipos de catálise

a)    Catálise homogênea

É a reação de catálise em que os reagentes e o catalisador formam uma só fase (conjunto homogêneo). A reação no início é lenta, porém assim que a menor quantidade de NO for produzida a velocidade da reação aumenta e muito.

Mecanismo da catálise

Existem dois modos principais para explicar o mecanismo das reações.
1) Formação de um composto intermediário.
2) Adsorção dos reagentes.

b)    Catálise heterogênea

É a reação de catálise em que os reagentes e o catalisador formam um sistema polifásico. Ao analisarmos uma reação química, em que é adicionado uma substância para alterar a velocidade de reação, ainda poderemos determinar alguns conceitos, tais como:

a) Promotor (ativador): substância que potencializa a ação de um catalisador, sendo que, sozinha, não apresenta nenhum efeito catalítico.

O NO reage e forma um produto intermediário (N02), que facilita a reação, sendo recuperado na segunda reação. Portanto, o: CATALISADOR NÃO É CONSUMIDO NA REAÇÃO 2).

Com a presença da platina (adsorve as moléculas de Hl) ela atrai as nuvens eletrônicas do hidrogênio e iodo, enfraquecendo as ligações químicas, no complexo ativado, acelerando a quebra das moléculas do Hl.

b) Veneno (anticatalisador): substância que diminui o efeito do catalisador, ou até mesmo, anula o seu efeito.

Característica do catalisador
a) o catalisador não é consumido na reação.
b) age sempre em pequenas quantidades.
c) não inicia a reação.
d) altera a velocidade de reação.
e) altera o mecanismo normal de reação.
f) não altera o AH da reação.
g) diminui a energia de ativação.