5 fatores que afetam a taxa de reação

A velocidade de uma reação química é a velocidade com que ocorre a transformação de substâncias chamadas reagentes, em outras substâncias chamadas produtos. Os fatores que afetam a velocidade podem ser vários; natureza dos reagentes, tamanho das partículas, estado físico das substâncias …

Os reagentes podem ser átomos ou moléculas que colidem ou colidem entre si, causando uma ruptura de ligações entre eles. Após a separação, novos links são criados e os produtos são formados.

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Se pelo menos um dos reagentes é completamente consumido na reação, formando completamente o produto, a reação é considerada completa e é direcionada em apenas uma direção.

Em alguns casos, os produtos formados novamente colidem e quebram seus vínculos para se reorganizar e se tornarem os reagentes novamente. Isso é chamado de reação reversa.

Ambas as reações ocorrem em taxas diferentes, no entanto, quando a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação reversa, é estabelecido um equilíbrio cinético, o que significa que a reação está em equilíbrio.

Fatores que afetam a velocidade de uma reação

Toda reação química está sujeita a uma série de fatores, que fazem com que a velocidade da mesma passe rápida ou lentamente. Encontramos reações que acontecem em segundos, como explosões, e outras que demoram um pouco mais, como a oxidação de uma barra de ferro desgastada pelo tempo.

Esses fatores que afetam a velocidade de uma reação química são:

Tamanho de partícula de substâncias

Também é conhecido como superfície de contato. Se as substâncias têm uma superfície de contato larga, ou seja, são muito compactas, a reação é mais lenta do que quando a superfície de contato é pequena.

Um exemplo é a reação do Alka seltzer em comprimidos e Alka seltzer em pó. Alka seltzer é uma mistura de ácido acetilsalicílico, com bicarbonato de sódio, fosfato de cálcio e ácido cítrico.

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Se as substâncias são espécies atômicas, elas também mostram uma variação em sua reatividade devido ao tamanho do átomo e à quantidade de elétrons em seu último nível.

Por esse motivo, o sódio (Na) reage violentamente com a água em comparação com o cálcio (Ca). Da mesma forma, o ferro (Fe) é facilmente oxidado pela ação do vapor de água presente no ar ambiente, comparado ao chumbo (Pb) cuja reação é muito mais lenta.

As espécies iônicas têm uma reatividade muito alta (baixas taxas de reação), se comparadas às espécies neutras. Assim, Mg + 2 é mais reativo que Mg.

Estado físico das substâncias

O estado de agregação dos reagentes também influencia a taxa de reação. No estado sólido, as partículas (átomos) estão muito próximas umas das outras, de modo que a mobilidade entre elas é muito pequena, as colisões são muito lentas.

No estado líquido, as partículas têm mais mobilidade, o que torna as reações mais rápidas em comparação com o estado sólido.

No estado gasoso, a reação tem uma velocidade muito mais alta, graças à grande separação entre as partículas dos reagentes.

Para aumentar a taxa de reação de uma substância, ela pode ser dissolvida em água, para que as moléculas sejam solubilizadas e a mobilidade entre elas aumente.

Concentração de reagente

A concentração de uma substância refere-se à quantidade de partículas (átomos, íons ou moléculas) encontradas em um determinado volume.

Em uma reação química, se houver muitas partículas, o número de colisões entre elas será muito alto, portanto a velocidade da reação será alta.

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a taxa de reação da formação do produto.

Temperatura

Em um sistema composto de reagentes, todas as partículas que o compõem estão em movimento, vibrando, como em substâncias sólidas, ou movendo-se no caso de líquidos e gases.

Nos dois casos, E vibracional e E cinético são observados respectivamente. Essas energias são diretamente proporcionais à temperatura em que o sistema está.

À medida que a temperatura do sistema aumenta, os movimentos moleculares das substâncias aumentam.

As colisões entre eles estão se tornando mais fortes, o suficiente para causar a ruptura e formação de laços, superando o obstáculo que constitui a energia de ativação Ea.

À medida que a temperatura do sistema aumenta, a reatividade aumenta e a taxa de reação é, portanto, mais lenta.

Catalisadores

São substâncias químicas que influenciam uma reação química, aumentando ou diminuindo a taxa de reação. Sua principal característica é que ele não participa da reação química, o que significa que, no final da reação, pode ser isolado do sistema.

Um exemplo é a hidrogenação de um composto orgânico insaturado com hidreto de lítio e alumínio como catalisador:

CH 3 – CH = CH – CH 3 + H 2 CH 3 – C 2 – CH 2 – CH 3

Em uma equação química, o catalisador é colocado no topo da seta que indica a direção da reação.

Em uma reação química, pode acontecer que o catalisador e os reagentes não estejam no mesmo estado físico, esses tipos de sistemas são conhecidos como “heterogêneos”.

Estes são chamados catalisadores de contato. Catalisadores “homogêneos” são aqueles que têm o mesmo estado físico dos reagentes e são chamados de transporte.

Referências

  1. Levine, I. Físico-Química. vol.2. McGraw-Hill 2004
  2. Capparelli, Alberto Luis Físico-Química Básica. E-Book
  3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016) Cinética de reações químicas. Recuperado: zaloamati.azc.uam.mx.
  4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Fatores que afetam a taxa de uma reação química. Recuperado: thoughtco.com.

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