A área que estuda a velocidade das reações químicas e seus fatores de influência recebe o nome de cinética química. As ações ocorridas entre substâncias que originam outras substâncias consistem nas reações químicas.
Entender a velocidade com que essas reações acontecem e o que influencia é essencial para compreender uma série de conteúdos dentro da Química. Continue lendo para entender melhor.
A rapidez de uma reação química é determinada pelo tempo em que os reagentes são consumidos para dar origem aos produtos. Sendo assim, a velocidade de uma reação química pode ser expressada tanto pelo consumo de um reagente quanto pela geração de um produto.
Antes da reação química temos a quantidade máxima de reagentes e nenhum produto. A reação chega ao fim quando há o consumo total de um dos reagentes formando os produtos. Tendo essa compreensão fica bem mais simples entender o conceito de velocidade média das reações.
Entende-se por Velocidade Média da reação química a variação da quantidade de um reagente ou produto em um determinado intervalo de tempo. Confira a representação abaixo:
Vm = │variação da quantidade de substância │
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variação de tempo
Para saber qual foi a velocidade com que um produto se formou ou que um reagente foi consumido em uma reação é possível fazer o cálculo da Velocidade Média.
Podem ser representadas em mol/L, mol, quantidade de matéria ou atm (se houver variação de pressão para gases) as substâncias produzidas ou consumidas na reação. A variação do tempo, por sua vez, é expressada é segundos (s), minutos (min) ou horas (h).
As reações químicas são diferenciadas entre si através da velocidade com que acontecem. Essas reações podem ser rápidas, moderadas ou lentas. Confira a seguir mais detalhes sobre essas reações.
Enquadram-se nessa categoria as reações que acontecem instantaneamente, isto é, que têm duração de microssegundos. Um exemplo é a queima do gás de cozinha.
As reações moderadas são aquelas que demoram entre minutos e horas para serem concluídas. Um exemplo é a queima do papel.
Esse tipo de reação pode levar séculos, uma vez que os reagentes se combinam lentamente. Um bom exemplo é a formação do petróleo.
A chamada Teoria das Colisões é aplicada às reações gasosas. Tem como base o entendimento de que a reação química só acontece quando os reagentes estão em contato através de colisões.
No entanto, apenas esse fator não garante que ocorrerá a reação. Essas colisões precisam ser orientadas para que as moléculas tenham energia suficiente, isto é, a energia de ativação.
A energia de ativação (Ea) nada mais é do que a energia mínima necessária para que seja formado um complexo ativado, de maneira que a reação aconteça com efetividade.
Esse complexo consiste em um estado transitório da reação no qual ainda não houve a formação dos produtos finais. As reações mais rápidas demandam menos energia de ativação. Um exemplo de energia de ativação é o atrito feito entre um palito de fósforo e sua caixa.
A velocidade das reações químicas é influenciada por alguns fatores, estes, por sua vez, têm grande importância para a compreensão do processo. Confira a seguir os principais fatores que influenciam a velocidade das reações.
Quando a concentração de reagentes é elevada, se tem como consequência o aumento da frequência de choques entre as moléculas. O aumento acelera a reação. Sendo assim, quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade com que a reação acontece.
Trata-se de um fator de influência somente para as reações entre os sólidos. Superfície de contato é a área de um reagente que está exposta aos demais reagentes. Para que as reações químicas aconteçam, é necessário o contato entre os reagentes. Logo, quanto maior a superfície de contato maior será a velocidade da reação.
É um fator que influencia apenas as reações com gases. Quando a pressão aumenta, o espaço entre as moléculas é reduzido. Se o espaço é reduzido, há aumento do número de colisões e, em consequência, da velocidade da reação. Então, quanto maior a pressão, maior será a velocidade da reação.
A temperatura se caracteriza como uma medida de energia cinética que indica o grau de agitação das partículas. Quando a temperatura é elevada, as moléculas se agitam mais e isso faz com que a velocidade da reação aumente. Então, quando mais elevada a temperatura, maior a velocidade da reação.
Essas substâncias têm como principal característica acelerar uma reação química sem que ocorra o seu consumo no final do processo. As enzimas são um excelente exemplo de catalisador biológico. A velocidade da reação aumenta quando se tem um catalisador.
A cinética química tem grande importância para entender outros conteúdos da Química!