ENTENDA UM POUCO SOBRE A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO! | Nanocell News
ENTENDA UM POUCO SOBRE A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO!
DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2015.02.19.002
Algumas reações químicas ocorrem mais rapidamente que outras e sua velocidade pode ser medida pela formação do produto da reação ou pelo consumo dos reagentes por unidade de tempo. Assim podemos calcular a velocidade em que ocorreu determinada reação e esta possibilidade tem despertado cada vez mais interesse. Muitas pesquisas têm sido direcionadas em acelerar ou diminuir a velocidade de algumas reações e isso é especialmente importante em indústrias e pesquisas de foco tecnológico.
A velocidade das reações químicas é uma área estudada pela Cinética (de movimento) Química. Muitos fatores podem interferir na velocidade das reações, como a temperatura, concentração dos reagentes, pressão, superfície de contato, catalizadores, luz, eletricidade, entre outros.
Abaixo falaremos de algumas delas:
Temperatura: o aumento na temperatura provoca um aumento na velocidade das reações químicas, sejam elas endotérmicas (reação que absorve energia, na forma de calor) ou exotérmicas (reação que libera energia, na forma de calor), pois isso faz com que se atinja mais rápido o complexo ativado (estado intermediário formado entre reagentes e produto). Para entender de uma maneira mais fácil imagine você dentro de uma sala em que o piso pode ser aquecido. Se esse piso for aquecido, a temperatura aumenta e você não consegue mais ficar parado por muito tempo com o pé sobre a superfície quente, então começa a andar mais rápido, a pular. Isso faz com que sua reação à temperatura do piso seja aumentar sua velocidade, ficando cada vez menos tempo sobre o piso;
Concentração dos reagentes: um aumento na concentração dos reagentes acelera a reação, pois haverá um maior número de partículas dos reagentes por unidade de volume, aumentando a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas entre elas. É o caso de se haver maior probabilidade, maiores chances das moléculas dos reagentes encontrarem-se e trombarem uma com a outra. O choque entre elas é que promoverá a formação de outro composto, no caso, um produto da reação;
Pressão: Esse fator interfere apenas em sistemas gasosos. O aumento da pressão aumenta também a rapidez da reação, pois deixa as partículas dos reagentes em maior contato, aumentando a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas entre os gases. É como se diminuísse o tamanho de um recipiente onde estão os reagentes. Se diminuir o tamanho do recipiente é como se estivesse aumentando a concentração dos reagentes, assim maiores são as chances deles se chocarem e formarem um produto;
Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade com que a reação se processa, pois, conforme explicado nos dois últimos itens, a reação depende do contato entre as substâncias reagentes. Um exemplo de uma grande superfície de contato é uma bola. Se pegarmos essa bola e dividirmos ela cada vez mais para formar bolas menores, sua área superficial aumentará, já que seus lados não ficarão em contato com os lados das bolas menores. Os nanomateriais têm uma grande superfície de contato (1, 2);
Catalisador: O uso de catalisadores específicos para determinadas reações pode acelerá-las. Os catalisadores são substâncias que não participam da reação em si, pois são totalmente regeneradas ao final dela. Exemplo de catalisadores são as enzimas de nossas células. As enzimas são moléculas de proteínas com grande massa molecular que atuam como catalisadores biológicos, aumentando a velocidade das reações no nosso organismo. Esses catalisadores diminuem a energia necessária para ativar os reagentes para que possam reagir e, então, formarem um novo composto, formarem o produto da reação.
Com experimentos fáceis e baratos é possível demonstrar alguns destes fatores em sala de aula.
1º EXPERIMENTO: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA VELOCIDADE DA REAÇÃO
Água gelada, quente e à temperatura ambiente
3 Copos de vidro transparentes
1º Adicione água gelada, à temperatura ambiente e água a 40ºC, respectivamente, nos três copos de vidro (adicione o mesmo volume em cada copo, modificando apenas a temperatura);
2º Coloque um comprimido efervescente em cada um dos copos;
3º Anote, para cada copo, quanto tempo cada comprimido leva para se decompor por completo (Figura 1).
Figura 1: Influência da temperatura na velocidade de uma reação. Com o aumento da temperatura o comprimido efervescente decompõe-se mais rápido.
Trabalhe com seus alunos a influência da temperatura na velocidade desta reação.
2º EXPERIMENTO: INFLUÊNCIA DA SUPERFÍCIE DE CONTATO NA VELOCIDADE DA REAÇÃO:
2 Comprimidos efervescente
1º Adicione o mesmo volume de água nos dois copos;
2º Deixe um dos comprimidos inteiros e triture o outro comprimido em pequenos pedaços;
3º Colocar os comprimidos, um em cada copo, e anotar o tempo que cada comprimido levará para se dissolver (Figura 2).
Figura 2: Influência da superfície de contato na velocidade da reação. O comprimido triturado se dissolve primeiro, pois tem uma maior área de superfície em contato com a água. (imagem: alunosonline.com.br)
O professor pode explorar o aumento da superfície de contato das partículas de comprimido com a água e sua influência na velocidade da reação.
3º EXPERIMENTO: INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO NA VELOCIDADE DA REAÇÃO
1º Adicione volumes iguais de água à temperatura ambiente em cada um dos dois copos;
2º Em um dos copos, adicione uma colher de chá de vinagre e, ao outro copo, adicione uma colher de sopa de vinagre. Agite o conteúdo nos dois copos para homogeneizar a solução;
3º Adicione um comprimido efervescente em cada um dos copos, ao mesmo tempo, e observe atentamente;
O copo com mais vinagre dissolverá o comprimido primeiro.
4° EXPERIMENTO: INFLUÊNCIA DE UM CATALISAR NA VELOCIDADE DA REAÇÃO
Peróxido de hidrogênio (H2O2 – água oxigenada)
Um pedaço de batata
1º Adicione o mesmo volume de água oxigenada em dois copos estreitos;
2º Em um dos copos adicione o pedaço de batata;
3º Nas extremidades dos copos coloque uma bexiga (Figura 3);
Figura 3: Influência da presença de um catalisador na velocidade da reação. (imagem: reprodução/youtube)
Observe que a batata atua como um catalisador da reação, ou seja, a batata acelera a reação, formando mais gás oxigênio, fazendo com que a bexiga fixa nas extremidades do copo encha mais rapidamente.
1. Goulart VAM, Resende RR. PROTEÍNA CORONA: um desafio para o uso de nanopartículas. Nanocell News. 2013 11/21/2013;1(3). Epub 11/21/2013.
2. Tonelli FM, Resende RR. NANOPARTÍCULAS E UM NOVA ESTRATÉGIA DE TRATAMENTO PARA DIABETES MELLITUS TIPO 1. Nanocell News. 2014 01/28/2014;1(6). Epub 01/28/2014.