Aula de cinética química

Leis de velocidade, molecularidade e meia-vida
Dr. M´rcio Roberto Oliveira a [e-mail]

Concurso 19/2012 Edital 76/2012 – UNESP
Julho de 2012

Figura: As velocidades de rea¸˜es qu´ co ımicas estendem-se por uma faixa de escala de tempo. Por exemplo, as explos˜es s˜o r´pidas, ocorrem em o a a fra¸˜es de segundos , a corros˜o pode levar anos e a forma¸˜o de co a ca diamante na natureza milh˜es de anos. o

velocidade = −

∆[C4 H9 Cl] ∆[C4 H9 OH] = ∆t ∆t

(1)

Figura: Dados experimentais da varia¸ao da concentra¸˜o de cloreto de c ca butila C4 H9 Cl como ´gua. A curva em vermelho tem a finalidade de a conectar regularmente os pontos.

N´mero do u experimento 1 2 3 4 5 6 7 8

Concentra¸˜o ca + inicial de NH4 (molL−1 ) 0,0100 0,0200 0,0400 0,0600 0,200 0,200 0,200 0,200

Concentra¸˜o ca − inicial de NO2 (molL−1 ) 0,200 0,200 0,200 0,200 0,0202 0,0404 0,0606 0,0808

Velocidades iniciais observadas (molL−1 s −1 ) 5, 4 × 10−7 10, 8 × 10−7 21, 5 × 10−7 32, 3 × 10−7 10, 8 × 10−7 21, 6 × 10−7 32, 4 × 10−7 43, 3 × 10−7

Tabela: Dados de velocidade para a rea¸˜o dos ´ ca ıons amˆnio e n´ o ıtrico em ´gua a 25◦ C a
+ − Esses dados mostram que, variando [NH4 ] ou [NO2 ], varia a velocidade de rea¸˜o. ca

Exemplo: Com a lei de velocidade e com as velocidades para um conjunto de concentra¸˜es dos reagentes podemos calcular o valor co de k (experimento 1 da tabela 1): 5, 4 × 10−7 molL−1 s −1 = k(0, 0100 mol/L)(0, 200 mol/L) Obtemos: 5, 4 × 10−7 molL−1 s −1 = 2, 7 × 10−4 molL−1 s −1 (0, 0100 mol/L)(0, 200 mol/L)

k=

Pratique: Verifique se esse mesmo valor de constante de velocidade ´ obtido usando qualquer outro resultado experimental e fornecido na tabela 1.

Expoentes na lei de velocidade

A lei de velocidade para a maioria das rea¸˜es tˆm a forma geral: co e velociadade = k[reagente 1]m [reagente 2]n · · ·

Pratique: A velocidade inicial de uma rea¸˜o A + B → C foi ca medida para v´rias concentra¸˜es iniciais diferentes de A e