Welcome To My Blogger
O Blogger "Somos Físicos" aborda assuntos diversos relacionados a Ciência, Cultura e lazer.Todas as postagens são pesquisas coletadas na internet. OUTUBRO ROSA

Welcome To My Blogger

quinta-feira, 14 de maio de 2015

Cinética Química (Termoquímica)

Podemos observar que algumas reações químicas acontecem com mais rapidez e outras mais lentamente. Nem toda reação química acontece no mesmo tempo. Umas demoram horas, dias, anos. Outras levam uma fração de segundo para ocorrer. 
As reações químicas ocorrem em velocidades diferentes, como por exemplo o processo de digestão dos alimentos que leva algumas horas e uma explosão que é instantânea.
Veja algumas reações químicas:
- ácido e uma base é uma reação instantânea;
- formação da ferrugem, que levam anos para se formar;
- dissolução de uma pastilha efervescente, que levam alguns segundos;
- decaimento radioativos, que levam muitas vezes bilhões de anos;
- queima de uma vela, que levam algumas horas;
- queima de um palito de fósforo, que levam alguns segundos;
- formação das rochas, que levam alguns milhões de anos.



        
As vezes é importante controlar estas reações, tornando-as mais rápidas ou mais lentas. 
cinética química é uma área da Química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade.
Ao observarmos os fenômenos do cotidiano, notamos que existem alguns fatores para a ocorrência das reações químicas
Imagine três situações diferentes:
Reação sódio metálico em água
(1ª) Ao colocarmos sódio metálico na água, a reação ocorre violentamente, de forma rápida;
(2ª) Ao abrirmos a válvula de um fogareiro, o gás irá escapar, porém a reação só ocorrerá se colocarmos um palito de fósforo aceso no queimador;
(3ª) Ao deixar um giz em contato com o ar, não acontecerá nada, nem mesmo se aproximarmos dele um palito de fósforo aceso.


O que essas três situações nos mostram?
 Que algumas reações ocorrem espontaneamente, como no primeiro caso. Já para que outras ocorram é necessário o fornecimento de energia, como no segundo exemplo. 
E, por fim, na terceira situação, vimos que nem todos os fenômenos resultam em reação química.
Assim, existem algumas condições necessárias para a ocorrência das reações, entre elas as principais são: natureza dos reagentes, contato entre eles e energia de ativação.

  • Natureza dos Reagentes ou “Afinidade Química” → No dia a dia observa-se que algumas substâncias possuem diferentes afinidades químicas umas com as outras, ou seja, a natureza dos reagentes define se há a possibilidade de reagirem entre si.
Como no caso do giz não existe afinidade química entre seus componentes e o ar, eles não reagem. Já o sódio é muito reativo tanto com a água como com o ar, assim ele precisa ser guardado em querosene, para não reagir com o oxigênio presente no ar.
  • Contato entre os Reagentes → Ácidos e bases reagem, pois eles possuem a afinidade citada no item anterior. Porém, se estiverem em frascos separados, não irão reagir. É fundamental que as espécies reagentes sejam colocadas em contato para que as partículas que formam seus aglomerados possam colidir umas com as outras, rompendo as ligações que existem e formando novas ligações (e, consequentemente, novas substâncias).
  • Energia de Ativação e Teoria da Colisão → Toda reação só ocorre se no sistema tiver uma energia mínima necessária, que varia de reagente para reagente. Essa energia é denominada energia de ativação.
No primeiro exemplo, a reação ocorre espontaneamente porque o próprio sistema já contém a energia de ativação necessária. No segundo caso, é necessário fornecer energia aos reagentes para que eles atinjam a energia de ativação. Isso é feito por meio da chama do palito de fósforo.
Teoria das Colisões explica por que algumas substâncias têm afinidade química e outras não; e também como se obtém a energia de ativação para dar início à reação. Essa teoria explica que quando as moléculas dos reagentes colidem, para que seja uma colisão efetiva que rompa suas ligações e forme novas, tem que se dar com duas condições muito importantes: a energia envolvida na colisão tem que ser maior que a energia de ativação e deve ser uma colisão com orientaçãoadequada. Se isso não ocorrer, a reação também não ocorrerá.
Os principais fatores que alteram a velocidade de uma reação são: superfície de contato, temperatura, presença de catalisadores e concentração dos reagentes.


• Superfície de contato:
Quanto maior a superfície de contato dos reagentes, maior será sua velocidade de reação.

Isso pode ser visto por meio de dois exemplos simples:
1º) Se queimarmos ao mesmo tempo uma palha de aço e um prego, sabemos que com certeza a palha de aço reagirá mais rápido, embora ambos tenham como componente principal o ferro;
A palha de aço queima mais rápido que o prego porque ela possui maior superfície de contato
2º) Se colocarmos dois comprimidos efervescentes na água, sendo que um está pulverizado e o outro está inteiro, o que reagirá mais rápido será o pulverizado. Observe na ilustração abaixo que o comprimido triturado demora apenas 28 segundos para terminar de reagir, enquanto que o comprimido inteiro demora 1 minuto e 4 segundos.
O comprimido triturado reage mais rápido que o inteiro porque ele possui maior superfície de contato
Isso ocorre porque as colisões entre as partículas dos reagentes se realizam na superfície; assim, quanto mais superfície de contato tiver, ou seja, quanto mais fragmentado estiver o sólido, maior é o número de partículas da superfície que ficarão expostas, aumentando a quantidade de colisões e a velocidade da reação.

• Temperatura:
Segundo a regra de Van’t Hoff, um aumento de 10°C faz com que a velocidade da reação dobre.
 Isso significa que para a grande maioria das reações:
Quanto maior a temperatura, maior será sua velocidade.

Vejamos alguns exemplos:
1º) A velocidade de decomposição dos alimentos diminui quando diminuímos sua temperatura, colocando-os em refrigeradores;
2º) Os alimentos cozinham mais rápido quando usamos a panela de pressão, pois a água ferve em temperaturas mais altas;
3º) Quando colocamos dois comprimidos efervescentes inteiros, um em água fria e outro em água quente, o que está na água quente reagirá muito mais rápido.
Isso ocorre porque o aumento da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas, aumentando os números de colisões e, consequentemente, aumentando a velocidade da reação.

• Catalisador:
Os catalisadores são enzimas que aumentam a velocidade de uma reação, porém sua massa não é consumida durante a reação.

Isso é possível porque o catalisador gera um caminho alternativo para a reação ao se combinar com o reagente, criando um composto intermediário entre os reagentes e os produtos, que, posteriormente, transforma-se no produto da reação e regenera o catalisador inicial. Desse modo, a energia de ativação é menor, acelerando a velocidade da reação.
Um exemplo é a reação do açúcar com o oxigênio. Um pirulito exposto somente ao ar demora séculos para reagir, enquanto que ao entrar em contato com a saliva, as enzimas presentes agem como catalisadores, pois agem sobre o açúcar, criando moléculas que reagem mais facilmente com o oxigênio.

• Concentração dos reagentes:
Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade da reação.

Isso é explicado porque, quando aumentamos a concentração dos reagentes, a quantidade de partículas por unidade de volume aumenta e o número de choques efetivos entre as moléculas também; consequentemente, a velocidade da reação também aumentará.
Isso pode ser observado no caso do carvão queimando em presença do ar. Visto que o ar é composto de apenas 20% de moléculas de oxigênio (O2), a reação ocorre de forma lenta. Mas se colocarmos o carvão em um frasco com oxigênio puro, ele se inflama, pois todas as partículas que estarão colidindo com o carvão serão de oxigênio, que participa da reação.

http://www.soq.com.br/conteudos/em/cineticaquimica/
http://leidianemoura.blogspot.com.br/2012/11/cinetica-quimica-o-efeito-da.html

Nenhum comentário:

Postar um comentário

AGRADEÇO SUA VISITA.
VOLTE SEMPRE.