Learning Objectives
- To gain an understanding of collision theory.
- para obter uma compreensão dos quatro principais factores que afectam a taxa de reacção.
cinética de reacção é o estudo da taxa de reacções químicas, e as taxas de reacção podem variar muito ao longo de uma grande gama de escalas de tempo. Algumas reações podem ocorrer a taxas explosivas e rápidas ,como a detonação de fogos de artifício (Figura 17.,1 “fogos de artifício à noite sobre o rio”), enquanto outros podem ocorrer a um ritmo lento ao longo de muitos anos, como o enferrujamento de arame farpado exposto aos elementos (figura 17.2 “arame farpado enferrujado”).
figura 17.1. Fogos de artifício à noite sobre o rio a reacção química nos fogos de artifício ocorre a uma velocidade explosiva.
figura 17.2. Arame farpado enferrujado
a ferrugem do arame farpado ocorre ao longo de muitos anos.,
teoria de colisão
para compreender a cinética das reacções químicas, e os factores que afectam a cinética, devemos primeiro examinar o que acontece durante uma reacção a nível molecular. De acordo com a teoria de colisão da reatividade, reações ocorrem quando moléculas reagentes “efetivamente colidem”. Para uma” colisão efetiva “ocorrer, as moléculas reagentes devem ser orientadas no espaço corretamente para facilitar a quebra e formação de ligações e o rearranjo de átomos que resultam na formação de moléculas de Produto (Figura 17.3″visualizações de colisão”).
figura 17.3., Visualizações de colisão
Esta visualização mostra uma colisão ineficaz e eficaz com base na orientação molecular.
durante uma colisão molecular, as moléculas também devem possuir uma quantidade mínima de energia cinética para uma colisão efetiva ocorrer. Esta energia varia para cada reação, e é conhecida como a energia de ativação (Ea) (figura 17.4 “energia potencial e energia de ativação”)., A taxa de reação, portanto, depende da energia de ativação; uma energia de ativação mais elevada significa que menos moléculas terão energia suficiente para sofrer uma colisão efetiva.
figura 17.4. Energia potencial e da Energia de Ativação
factores que afectam a taxa
Existem quatro factores principais que podem afectar a taxa de reacção de uma reacção química:
1. Concentração de reagentes., O aumento da concentração de um ou mais reagentes muitas vezes aumenta a taxa de reação. Isto ocorre porque uma maior concentração de um reagente levará a mais colisões desse reagente em um período de tempo específico.2. Estado físico dos reagentes e área de superfície. Se moléculas reagentes existem em diferentes fases, como em uma mistura heterogênea, a taxa de reação será limitada pela área superficial das fases que estão em contato., Por exemplo, se um metal sólido reagente e um gás reagente são misturados, apenas as moléculas presentes na superfície do metal são capazes de colidir com as moléculas do gás. Portanto, aumentar a área de superfície do metal batendo-o plano ou cortando-o em muitas peças irá aumentar a sua taxa de reação.3. Temperatura. Um aumento na temperatura normalmente aumenta a taxa de reação. Um aumento na temperatura irá aumentar a energia cinética média das moléculas reagentes., Portanto, uma maior proporção de moléculas terá a energia mínima necessária para uma colisão efetiva (figura. 17.5 “temperatura e taxa de reação”).
figura. 17.5 a Temperatura e a Taxa de Reação
4. Presença de um catalisador. Um catalisador é uma substância que acelera uma reação participando nele sem ser consumida. Os catalisadores fornecem uma via de reação alternativa para obter produtos., Eles são críticos para muitas reações bioquímicas. Serão examinadas mais aprofundadamente na secção “catálise”.”
key Takeaways
- ocorrem reações quando duas moléculas reagentes efetivamente colidem, cada uma com energia mínima e orientação correta.a concentração de Reagentes, o estado físico dos reagentes, a área de superfície, a temperatura e a presença de um catalisador são os quatro principais fatores que afetam a taxa de reação.