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03/12/2021 Química
Cinética química e a velocidade das reações
A cinética química é a área de estudo focada na velocidade das reações químicas e nos seus fatores de influência. As reações químicas resultam de ações entre substâncias que normalmente dão origem a outras substâncias.
Esse é um tema de grande relevância dentro da Química e que costuma estar presente nas provas do Enem e de diferentes vestibulares. Continue lendo para saber mais.
O tempo em que os reagentes são consumidos para formar os produtos é o que determina a rapidez de uma reação química. Dessa forma, a velocidade de uma reação química pode ser representada tanto pela geração de um produto quanto pelo consumo de um reagente.
Antes de a reação ocorrer, há a quantidade máxima de reagentes e nada de produto. O consumo total de um dos reagentes forma os produtos, dando fim à reação. A partir dessa compreensão, podemos falar sobre a velocidade média das reações.
A variação da quantidade de um reagente ou produto em um certo intervalo de tempo é a Velocidade Média da reação química.
Vm = │variação da quantidade de substância │
O cálculo da velocidade média objetiva descobrir a velocidade com que um reagente foi consumido ou a velocidade de formação de um produto. As substâncias consumidas ou produzidas podem ser expressas em mol/L, em mol, quantidade de matéria ou em atm, no caso da variação de pressão para gases. A variação de tempo é expressada em segundos (s), minutos (min) ou horas (h).
A velocidade com que uma reação química ocorre a difere das demais reações. Reações químicas podem ser rápidas, moderadas ou lentas. Entenda melhor a seguir.
Nessa categoria estão as reações que acontecem instantaneamente, ou seja, cuja duração é de microssegundos. A queima do gás de cozinha é um excelente exemplo.
São as reações que levam entre minutos e horas para terminar. A queima do papel é um bom exemplo.
Essas reações podem levar séculos pelo fato dos reagentes se combinarem lentamente. Podemos exemplificar através da formação do petróleo.
Essa teoria se aplica às reações gasosas, de acordo com ela a reação química somente acontece se os reagentes estiverem em contato por meio de colisões. Porém, somente esse fator não garante que a reação irá ocorrer. As colisões precisam ser efetivas, ou seja, orientadas. Dessa forma, as moléculas irão ter energia o bastante, ou seja, a energia de ativação.
Energia de ativação: o que é?
A energia mínima necessária para que se forme um complexo ativado e a reação ocorra efetivamente recebe o nome de energia de ativação (Ea). O complexo ativado consiste em um estado transitório da reação em que os produtos finais ainda não se formaram.
Reações mais rápidas têm menor energia de ativação. Para que fique mais claro, vamos exemplificar o conceito de energia de ativação, basicamente, é o que acontece quando se obtém energia através do atrito feito para acender um fósforo.
Velocidade das reações químicas: conheça os fatores que influenciam
Alguns fatores contribuem para modificar a velocidade das reações químicas, tendo grande relevância para o entendimento do processo. Abaixo apresentaremos os principais fatores de influência na velocidade das reações.
O aumento da concentração de reagentes leva ao aumento da frequência de choques entre as moléculas. Logo, esse aumento acelera a reação. Então, quanto maior a concentração de reagentes, maior será a velocidade da reação.
Esse fator tem influência somente nas reações entre os sólidos. A área de um reagente que fica exposta aos demais reagentes é chamada de superfície de contato. Reações químicas precisam de contato entre os reagentes, então, quanto maior a superfície de contato maior será a velocidade da reação.
Esse fator tem influência somente nas reações com gases. O espaço entre as moléculas diminui quando a pressão aumenta. Quando esse espaço é reduzido, aumenta o número de colisões e, consequentemente, a velocidade da reação. Dessa forma, concluímos que, quanto maior a pressão, maior será a velocidade da reação.
A temperatura consiste em uma medida de energia cinética que indica o grau de agitação das partículas. As moléculas ficam mais agitadas quando a temperatura é alta, de forma que aumentam a velocidade da reação. Sendo assim, quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação.
Catalisadores são substâncias com a capacidade de acelerar uma reação química sem que o seu consumo no final do processo. Um bom exemplo de catalisador biológico são as enzimas. Quando se tem um catalisador na reação, a velocidade da reação aumenta.
Agora você já sabe o que é a cinética química e sua relação com a velocidade das reações! Navegue pelo blog do Hexag Medicina para conferir mais conteúdos de química e outras disciplinas!