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Cinética química — velocidade, colisões, fatores e lei da velocidade

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Resumo: Cinética química — velocidade, colisões, fatores e lei da velocidade

Velocidade média: variação da quantidade (concentração, massa, mols) por tempo: v = |Δ[ ]|/Δt. Dividida pelo coeficiente, é a mesma para todas as espécies.

Teoria das colisões. Para reagir, as partículas precisam colidir com orientação adequada e energia ≥ energia de ativação (Ea): colisões efetivas. No topo da barreira forma-se o complexo ativado (estado de transição). Quanto menor a Ea, mais rápida a reação.

Fatores

Temperatura: ↑T → mais colisões com energia suficiente → ↑v (regra prática de van't Hoff: +10 °C ≈ dobra a velocidade). Por isso a geladeira conserva alimentos.
Concentração dos reagentes (ou pressão, para gases): ↑ → mais colisões → ↑v.
Superfície de contato: sólido fragmentado (em pó) reage mais rápido (comprimido efervescente moído; pó de serragem explosivo).
Catalisador: cria caminho com menor Ea; não é consumido, não altera ΔH nem o rendimento/equilíbrio (só o atinge mais rápido). Enzimas são catalisadores biológicos. Inibidor retarda.
Luz (fotoquímicas) e natureza dos reagentes.

Lei da velocidade: v = k·[A]ᵃ·[B]ᵇ; k depende da temperatura e do catalisador; os expoentes (ordens) são experimentais; só em reações elementares coincidem com os coeficientes. Em mecanismos com várias etapas, a etapa lenta determina a velocidade.

Pegadinha Cebraspe. "O catalisador aumenta a velocidade porque fornece energia às moléculas e torna a reação mais exotérmica" → errado: ele reduz a Ea e não altera ΔH.

Visão geral

Na revelação de impressões, temperatura e umidade aceleram reagentes como ninidrina (câmaras aquecidas e úmidas) e o cianoacrilato (polimerização catalisada pela água e por componentes do resíduo).

Regra

Exemplo. v = k[A]²[B]: dobrando [A], v quadruplica; dobrando [B], v dobra; dobrando ambas, v fica 8 vezes maior. Ordem global = 3.

Fator	Efeito na velocidade	Por quê
↑ Temperatura	Aumenta	Mais moléculas com E ≥ Ea
↑ Concentração	Aumenta	Mais colisões
↑ Superfície de contato	Aumenta	Mais área exposta
Catalisador	Aumenta	Menor Ea
Inibidor	Diminui	Bloqueia o caminho

Pontos-chave

Ordem zero: velocidade independe da concentração daquele reagente.
Catalisador acelera igualmente reação direta e inversa.
Catálise homogênea (mesma fase) × heterogênea (catalisador sólido, como no conversor catalítico dos carros).
A energia de ativação não muda com a temperatura; muda a fração de moléculas que a superam.

Como o Cebraspe cobra

"Aumentar a temperatura eleva a velocidade da reação" → certo.
"O catalisador diminui a energia de ativação e não é consumido" → certo.
"Os expoentes da lei da velocidade são sempre iguais aos coeficientes da equação global" → errado.
"Reagentes em pó reagem mais lentamente que em pedaços" → errado.
"A etapa lenta de um mecanismo determina a velocidade global" → certo.

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Flashcards de Cinética química — velocidade, colisões, fatores e lei da velocidade

Tente lembrar antes de virar o card.

Teoria das colisões
Revelar resposta
Reação exige colisão com orientação adequada e energia ≥ energia de ativação.
Efeito do catalisador
Revelar resposta
Cria caminho com menor Ea; não é consumido; não altera ΔH nem o equilíbrio.
Fatores que aumentam a velocidade
Revelar resposta
↑ temperatura, ↑ concentração, ↑ superfície de contato, catalisador, luz (fotoquímicas).
Lei da velocidade
Revelar resposta
v = k·[A]ᵃ·[B]ᵇ; ordens experimentais; coincidem com coeficientes só em reações elementares.
Regra de van't Hoff
Revelar resposta
+10 °C ≈ dobra a velocidade (regra prática).

Questões de Cinética química — velocidade, colisões, fatores e lei da velocidade

Questão 1 · Certo ou Errado
O catalisador aumenta a velocidade da reação porque fornece energia às moléculas e torna a reação mais exotérmica.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. Reduz a energia de ativação e não altera ΔH.
Questão 2 · Certo ou Errado
Um comprimido efervescente moído reage mais rapidamente com a água que um inteiro.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. Maior superfície de contato.
Questão 3 · Certo ou Errado
A refrigeração retarda a deterioração de alimentos por reduzir a velocidade das reações.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo.
Questão 4 · Certo ou Errado
Os expoentes da lei de velocidade são sempre iguais aos coeficientes estequiométricos da equação global.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. São experimentais; coincidem só em reações elementares.
Questão 5 · Certo ou Errado
Para que haja reação, as colisões devem ter energia igual ou superior à energia de ativação e orientação adequada.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo.

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