{"id":150449,"date":"2020-09-28T12:55:55","date_gmt":"2020-09-28T14:55:55","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=150449"},"modified":"2020-09-28T12:55:55","modified_gmt":"2020-09-28T14:55:55","slug":"cinetica-quimica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/cinetica-quimica","title":{"rendered":"Cin\u00e9tica Qu\u00edmica"},"content":{"rendered":"

A\u00a0cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/strong>\u00a0nos diz a velocidade com que as esp\u00e9cies qu\u00edmicas se transformam em novas subst\u00e2ncias, quebrando e reformando suas liga\u00e7\u00f5es moleculares.<\/p>\n

Em outras palavras, ele estuda as taxas e processos de rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas.<\/p>\n

Deve-se notar que a cin\u00e9tica qu\u00edmica difere da termodin\u00e2mica da qu\u00edmica.<\/p>\n

A cin\u00e9tica determina como e com que rapidez voc\u00ea chega l\u00e1, enquanto a termodin\u00e2mica determina a dire\u00e7\u00e3o em que voc\u00ea est\u00e1 indo e onde voc\u00ea eventualmente vai chegar.<\/p>\n

Pense desta forma:\u00a0<\/strong>se os produtos qu\u00edmicos estiverem em equil\u00edbrio termodin\u00e2mico, n\u00e3o haver\u00e1 rea\u00e7\u00e3o – mesmo que a cin\u00e9tica indique que existem vias de rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O que \u00e9 cin\u00e9tica qu\u00edmica?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/strong>\u00a0\u00e9 o estudo das rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas e como elas mudam com base em condi\u00e7\u00f5es vari\u00e1veis.<\/p>\n

A determina\u00e7\u00e3o prim\u00e1ria dos efeitos de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica est\u00e1 principalmente fora da composi\u00e7\u00e3o real da subst\u00e2ncia.<\/p>\n

A cin\u00e9tica qu\u00edmica estuda essas condi\u00e7\u00f5es para determinar como e por que uma rea\u00e7\u00e3o ocorre dessa forma.<\/p>\n

O principal uso aplicado para a ci\u00eancia \u00e9 a cria\u00e7\u00e3o de rea\u00e7\u00f5es eficientes, n\u00e3o destrutivas e n\u00e3o envenenantes para uso na fabrica\u00e7\u00e3o, processamento de materiais e nas ind\u00fastrias farmac\u00eauticas. Mesmo assim, a maior parte desse campo \u00e9 pura ci\u00eancia e pesquisa.<\/p>\n

Os m\u00e9todos b\u00e1sicos e as respostas durante uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica s\u00e3o determinados pelo pr\u00f3prio produto qu\u00edmico. N\u00e3o importa as condi\u00e7\u00f5es presentes, alguns materiais n\u00e3o reagem com outros produtos qu\u00edmicos ou com fatores ambientais. Isso forma a linha de base usada pela cin\u00e9tica qu\u00edmica. Uma vez que uma rea\u00e7\u00e3o \u00e9 compreendida em um ambiente controlado, as mudan\u00e7as na rea\u00e7\u00e3o podem ser atribu\u00eddas diretamente \u00e0s mudan\u00e7as nas condi\u00e7\u00f5es do experimento.<\/p>\n

Al\u00e9m do que a subst\u00e2ncia inicial realmente \u00e9, o estado e a concentra\u00e7\u00e3o da subst\u00e2ncia desempenhar\u00e3o um fator importante na cin\u00e9tica qu\u00edmica.<\/p>\n

Esses dois fatores est\u00e3o diretamente relacionados \u00e0 condi\u00e7\u00e3o do material inicial, ao inv\u00e9s do ambiente. O estado do material refere-se ao fato de ser s\u00f3lido, l\u00edquido ou gasoso. A concentra\u00e7\u00e3o \u00e9 a quantidade de reagente quando comparada a outra subst\u00e2ncia ou volume. Isso pode ser expresso como uma “parte por 1.000 do produto qu\u00edmico X” ou como uma porcentagem do espa\u00e7o usado na \u00e1rea experimental.<\/p>\n

A concentra\u00e7\u00e3o do material \u00e9 de grande import\u00e2ncia para a cin\u00e9tica qu\u00edmica por duas raz\u00f5es. Primeiro, quanto maior a quantidade de reagentes, mais r\u00e1pida ocorrer\u00e1 a rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Este foi um dos primeiros grandes avan\u00e7os neste campo e \u00e9 frequentemente considerado o ponto de nascimento da disciplina.<\/p>\n

O segundo efeito principal diz respeito \u00e0 intera\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.<\/p>\n

Se a concentra\u00e7\u00e3o de dois reagentes for muito baixa dentro de uma terceira subst\u00e2ncia n\u00e3o reativa, levar\u00e1 uma quantidade consider\u00e1vel de tempo para que os dois reagentes realmente se encontrem.<\/p>\n

Al\u00e9m das propriedades f\u00edsicas do material, o meio ambiente tamb\u00e9m \u00e9 uma grande parte da cin\u00e9tica qu\u00edmica.<\/p>\n

Os fatores ambientais geralmente se resumem \u00e0 temperatura e press\u00e3o. Conforme a temperatura aumenta, os reagentes absorvem energia t\u00e9rmica e se movem mais r\u00e1pido. Isso permite que eles interajam com mais frequ\u00eancia, o que acelera a rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Da mesma forma, uma press\u00e3o mais alta faz com que mais a\u00e7\u00e3o aconte\u00e7a em um espa\u00e7o menor, aumentando a probabilidade de que os reagentes se encontrem.<\/p>\n

A \u00faltima parte importante da\u00a0cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/strong>\u00a0\u00e9 o uso de catalisadores. Esses produtos qu\u00edmicos de “terceiros” mudam a maneira como a rea\u00e7\u00e3o ocorre, sem alterar o resultado final da rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Um catalisador ir\u00e1 interagir com um ou mais reagentes e mudar a maneira como eles se comportam. Isso normalmente significa que eles aumentam em energia, se movem mais r\u00e1pido, interagem mais e aumentam a velocidade geral da rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Para ser um catalisador e n\u00e3o um reagente, o material catalisador deve permanecer inalterado durante a rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Cin\u00e9tica qu\u00edmica – Velocidade<\/strong><\/p>\n

A\u00a0cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/strong>\u00a0\u00e9 o estudo da velocidade com que ocorrem os processos qu\u00edmicos e f\u00edsicos.<\/p>\n

Em uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, \u00e9 a quantidade de produto que se forma em um determinado intervalo de tempo ou pode ser definida como a quantidade de reagente que desaparece em um determinado intervalo de tempo.<\/p>\n

Os cientistas que estudam as taxas nas quais os processos ocorrem s\u00e3o chamados de cinetistas.<\/p>\n

O que \u00e9 teoria cin\u00e9tica?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0teoria cin\u00e9tica<\/strong>\u00a0\u00e9 uma teoria cient\u00edfica sobre a natureza dos gases. A teoria tem muitos nomes, incluindo teoria cin\u00e9tica dos gases, teoria cin\u00e9tico-molecular, teoria da colis\u00e3o e teoria cin\u00e9tico-molecular dos gases.<\/p>\n

Ele explica as propriedades observ\u00e1veis e mensur\u00e1veis, tamb\u00e9m chamadas macrosc\u00f3picas, dos gases em termos de sua composi\u00e7\u00e3o e atividade molecular.<\/p>\n

Enquanto Isaac Newton teorizou que a press\u00e3o de um g\u00e1s \u00e9 devido \u00e0 repuls\u00e3o est\u00e1tica entre as mol\u00e9culas, a teoria cin\u00e9tica afirma que a press\u00e3o \u00e9 o resultado de colis\u00f5es entre as mol\u00e9culas.<\/p>\n

A\u00a0teoria cin\u00e9tica\u00a0<\/strong>faz v\u00e1rias suposi\u00e7\u00f5es sobre os gases. Primeiro, um g\u00e1s \u00e9 feito de part\u00edculas muito pequenas, cada uma com massa diferente de zero, movendo-se constantemente de maneira aleat\u00f3ria.<\/p>\n

O n\u00famero de mol\u00e9culas em uma amostra de g\u00e1s deve ser grande o suficiente para compara\u00e7\u00e3o estat\u00edstica.<\/p>\n

A teoria cin\u00e9tica assume que as mol\u00e9culas de g\u00e1s s\u00e3o perfeitamente esf\u00e9ricas e el\u00e1sticas, e que suas colis\u00f5es com as paredes de seu recipiente tamb\u00e9m s\u00e3o el\u00e1sticas, o que significa que elas n\u00e3o resultam em nenhuma mudan\u00e7a na velocidade.<\/p>\n

O volume total das mol\u00e9culas de g\u00e1s \u00e9 insignificante em compara\u00e7\u00e3o com o volume total de seu recipiente, o que significa que h\u00e1 um amplo espa\u00e7o entre as mol\u00e9culas. Al\u00e9m disso, o tempo durante a colis\u00e3o de uma mol\u00e9cula de g\u00e1s com a parede do recipiente \u00e9 insignificante em rela\u00e7\u00e3o ao tempo entre as colis\u00f5es com outras mol\u00e9culas.<\/p>\n

A teoria ainda se baseia na suposi\u00e7\u00e3o de que quaisquer efeitos relativ\u00edsticos ou da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica s\u00e3o desprez\u00edveis e que quaisquer efeitos das part\u00edculas de g\u00e1s entre si s\u00e3o desprez\u00edveis, com exce\u00e7\u00e3o da for\u00e7a exercida pelas colis\u00f5es. A temperatura \u00e9 o \u00fanico fator que afeta a energia cin\u00e9tica m\u00e9dia, ou energia devido ao movimento, das part\u00edculas de g\u00e1s.<\/p>\n

Essas suposi\u00e7\u00f5es devem ser mantidas para que as equa\u00e7\u00f5es da teoria cin\u00e9tica funcionem. Um g\u00e1s que atende a todas essas premissas \u00e9 uma entidade te\u00f3rica simplificada conhecida como g\u00e1s ideal.<\/p>\n

Gases reais geralmente se comportam de forma semelhante aos gases ideais para que as equa\u00e7\u00f5es cin\u00e9ticas sejam \u00fateis, mas o modelo n\u00e3o \u00e9 perfeitamente preciso.<\/p>\n

A teoria cin\u00e9tica define press\u00e3o como a for\u00e7a exercida pelas mol\u00e9culas de g\u00e1s quando elas colidem com a parede do recipiente. A press\u00e3o \u00e9 calculada como a for\u00e7a por \u00e1rea ou P = F\/A.<\/p>\n

For\u00e7a \u00e9 o produto do n\u00famero de mol\u00e9culas de g\u00e1s, N, a massa de cada mol\u00e9cula, m, e o quadrado de sua velocidade m\u00e9dia, v2rms, todos divididos por tr\u00eas vezes o comprimento do recipiente, 3l.<\/p>\n

Portanto, temos a seguinte equa\u00e7\u00e3o para for\u00e7a:<\/strong>\u00a0F = Nmv2rms\/3l. A abreviatura, rms, significa root-mean-square, uma m\u00e9dia da velocidade de todas as part\u00edculas.<\/p>\n

A equa\u00e7\u00e3o para press\u00e3o \u00e9 P = Nmv2rms\/3Al. Como a \u00e1rea multiplicada pelo comprimento \u00e9 igual ao volume, V, essa equa\u00e7\u00e3o pode ser simplificada como P = Nmv2rms\/3V.<\/p>\n

O produto de press\u00e3o e volume, PV, \u00e9 igual a dois ter\u00e7os da energia cin\u00e9tica total, ou K, permitindo a deriva\u00e7\u00e3o de propriedades macrosc\u00f3picas a partir de microsc\u00f3picas.<\/p>\n

Uma parte importante da teoria cin\u00e9tica \u00e9 que a energia cin\u00e9tica varia em propor\u00e7\u00e3o direta \u00e0 temperatura absoluta de um g\u00e1s. A energia cin\u00e9tica \u00e9 igual ao produto da temperatura absoluta, T, e a constante de Boltzman, kB, multiplicado por 3\/2; K = 3TkB\/2.<\/p>\n

Portanto, sempre que a temperatura \u00e9 aumentada, a energia cin\u00e9tica \u00e9 aumentada e nenhum outro fator tem efeito sobre a energia cin\u00e9tica.<\/p>\n

Hist\u00f3ria da Cin\u00e9tica Qu\u00edmica<\/strong><\/p>\n

O campo da cin\u00e9tica qu\u00edmica se desenvolveu a partir da lei de a\u00e7\u00e3o das massas, formulada em 1864 por Peter Waage e Cato Guldberg.<\/p>\n

A lei da a\u00e7\u00e3o de massa estabelece que a velocidade de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica \u00e9 proporcional \u00e0 quantidade de reagentes.<\/p>\n

Jacobus van’t Hoff estudou din\u00e2mica qu\u00edmica. Sua publica\u00e7\u00e3o de 1884 “Etudes de dynamique chimique” levou ao Pr\u00eamio Nobel de Qu\u00edmica em 1901 (que foi o primeiro ano em que o Pr\u00eamio Nobel foi concedido).<\/p>\n

Algumas rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas podem envolver uma cin\u00e9tica complicada, mas os princ\u00edpios b\u00e1sicos da cin\u00e9tica s\u00e3o aprendidos nas aulas de qu\u00edmica geral do ensino m\u00e9dio e da faculdade.<\/p>\n

Principais vantagens:\u00a0<\/strong>cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/p>\n

Cin\u00e9tica qu\u00edmica ou cin\u00e9tica de rea\u00e7\u00e3o \u00e9 o estudo cient\u00edfico das taxas de rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas.<\/p>\n

Isso inclui o desenvolvimento de um modelo matem\u00e1tico para descrever a taxa de rea\u00e7\u00e3o e uma an\u00e1lise dos fatores que afetam os mecanismos de rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Peter Waage e Cato Guldberg s\u00e3o considerados pioneiros no campo da cin\u00e9tica qu\u00edmica ao descrever a lei da a\u00e7\u00e3o de massa. A lei da a\u00e7\u00e3o de massa estabelece que a velocidade de uma rea\u00e7\u00e3o \u00e9 proporcional \u00e0 quantidade de reagentes.<\/p>\n

Os fatores que afetam a taxa de uma rea\u00e7\u00e3o incluem concentra\u00e7\u00e3o de reagentes e outras esp\u00e9cies, \u00e1rea de superf\u00edcie, natureza dos reagentes, temperatura, catalisadores, press\u00e3o, se h\u00e1 luz e o estado f\u00edsico dos reagentes.<\/p>\n

\"\"Cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/strong><\/p>\n

\"\"Cin\u00e9tica qu\u00edmica<\/strong><\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0chem.libretexts.org\/www.ansys.com\/pubs.acs.org\/pubs.rsc.org\/chemistry.bd.psu.edu\/www.wisegeek.org\/www.intechopen.com\/chemed.chem.purdue.edu\/www.khanacademy.org<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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