Estudo da Velocidade e Fatores que Afetam as Reações Químicas.
A cinética química é a área da química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que a afetam. Ela envolve a análise de como as moléculas reagem entre si e como a energia é transferida durante essas reações.
Na física a cinética é a medida da variação do espaço divido pelo tempo que ocorre a variação, já na química a cinética a velocidade de uma reação química é a medida pela taxa de formação de produtos ou pela taxa de consumo de reagentes. Essa velocidade pode ser afetada por uma variedade de fatores, incluindo a concentração dos reagentes, a temperatura, a pressão e a presença de catalisadores.
A cinética química utiliza modelos matemáticos para descrever a velocidade de uma reação química. Esses modelos levam em consideração a estequiometria da reação, a energia de ativação necessária para que a reação ocorra e a influência dos fatores externos que afetam a velocidade da reação.
A compreensão da cinética química é importante para a síntese de novos compostos, para a produção de materiais e para a otimização de processos químicos industriais. Além disso, a cinética química é fundamental para entender como os sistemas químicos evoluem com o tempo e como a vida é sustentada pela química dos processos bioquímicos.
Segue abaixo um possível roteiro para estudar cinética química:
- Primeiro, revise os conceitos básicos de reações químicas e equações químicas. Certifique-se de estar familiarizado com o significado das setas em uma equação química, bem como com os termos “reagente” e “produto”.
- Em seguida, estude os fatores que afetam a velocidade de uma reação química, tais como concentração dos reagentes, temperatura, pressão e presença de catalisadores. É importante entender como cada um desses fatores afeta a velocidade da reação.
- Aprenda os conceitos fundamentais da cinética química, incluindo a lei de ação das massas e a teoria das colisões. Esses conceitos fornecem uma base matemática para entender a velocidade das reações químicas e como ela é afetada pelos diferentes fatores.
- Estude os diferentes tipos de reações químicas e como a cinética química é aplicada a cada uma delas. Por exemplo, a cinética química é utilizada na síntese de novos compostos, na produção de materiais e na otimização de processos químicos industriais. Caso precise revise o assunto de soluções para familiarizar com os termos: https://aquitemquimica.com.br/post/solucoes/
- Familiarize-se com os métodos experimentais utilizados para medir a velocidade de uma reação química. Isso inclui técnicas como espectroscopia, titulação e análise de dados por meio de gráficos.
- Faça exercícios práticos para aplicar os conceitos teóricos estudados. Resolva problemas de cinética química para praticar a aplicação da lei de ação das massas e da teoria das colisões em situações reais.
- Por fim, acompanhe as pesquisas mais recentes na área de cinética química e suas aplicações. Isso pode ser feito por meio da leitura de artigos científicos, participação em congressos e conferências, além de seguir blogs, podcasts e canais especializados em química.
Lembre-se de que a cinética química é uma área complexa e que exige dedicação e prática para ser compreendida. Com o roteiro acima, você poderá desenvolver uma boa base teórica e prática para entender como as reações químicas ocorrem e como a velocidade delas é afetada.
Vamos revisar questões de vestibular?
Para ter acesso ao acervo da Fuvest e conferir as questões de vestibulares anteriores, basta acessar o seguinte link: https://acervo.fuvest.br/fuvest/. Além disso, na página da Comvest da Unicamp, também é possível encontrar diversas avaliações dos vestibulares anteriores, disponíveis em: https://www.comvest.unicamp.br/vestibulares-anteriores/.
Abaixo algumas questões selecionas dos vestibulares sobre cinética química:
1. (Pucrs Medicina 2023)
Em relação aos medicamentos de liberação controlada, é desejável que a reação de absorção no organismo aconteça a uma velocidade pré-determinada e que a ação se mantenha uniforme por um período de tempo específico.
As empresas farmacêuticas utilizam diferentes tecnologias para permitir a liberação controlada. Em alguns casos, por exemplo, o medicamento possui um revestimento que se dissolve depois de um período para liberar as partículas de fármaco. O revestimento tem por objetivo controlar a velocidade da reação e liberar uniformemente o fármaco no organismo.
Considerando o texto apresentado, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as afirmações a seguir.
( ) Um fármaco constituído de partículas menores é absorvido mais lentamente pelo organismo do que outro com partículas maiores.
( ) A área superficial em um medicamento sólido na forma de pó é maior do que a área superficial em um medicamento na forma de comprimido.
( ) Quanto maior a espessura do revestimento do fármaco, maior o tempo para o fármaco ser absorvido pelo organismo.
O correto preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
a) V – F – F
b) F – V – V
c) F – V – F
d) V – F – V
2. (Unesp 2023)
O primeiro cientista que estudou a influência da temperatura sobre a velocidade das reações foi Jacobus van’t Hoff, no final do século XIX. Ele chegou por meio de seus estudos à seguinte regra empírica:
Regra de van’t Hoff: Um aumento de 10 °C na temperatura em que uma reação química ocorre faz com que a velocidade da reação dobre.
(https://mundoeducacao.uol.com.br. Adaptado.)
Uma pessoa cozinhou 0,5 kg de feijão-preto em uma panela comum ao nível do mar. Esse cozimento levou 3 horas, a partir da ebulição da água.
Considerando a regra de van’t Hoff e que em uma panela de pressão a temperatura de ebulição da água pode chegar a 120 °C, caso essa pessoa tivesse utilizado uma panela de pressão para cozinhar o feijão, o tempo de cozimento seria cerca de
a) 15 min.
b) 39 min.
c) 45 min.
d) 60 min.
e) 75 min.
3. (Fuvest 2023)
O cientista Richard Feynman, prêmio Nobel de Física em 1965, fez comentários sobre o processo de combustão em uma entrevista chamada Fun to Imagine. Segundo ele, à primeira vista, é impressionante pensar que os átomos de carbono de uma árvore não entram em combustão com o oxigênio da atmosfera de forma espontânea, já que existe uma grande afinidade entre essas espécies para a formação de CO2. Entretanto, quando a reação tem início, o fogo se espalha facilmente.
Essa aparente contradição pode ser explicada pois
a) a reação depende de um processo que concentre o carbono para ocorrer.
b) o fogo torna a reação desfavorável.
c) o fogo depende da presença de CO2 para começar.
d) o átomo de carbono da árvore é muito mais resistente ao O2 do que os átomos de carbono dispersos no fogo.
e) a reação precisa de uma energia de ativação para começar.
4. (Uece 2022)
No laboratório de Química, foi realizada uma experiência sobre a decomposição da água oxigenada, cujo procedimento foi o seguinte:
1. Em um prato, adicionou-se, separadamente, metade de uma batata crua e metade de uma batata cozida.
2. Em outro prato adicionou-se, também separadamente, um pedaço de fígado cru e outro pedaço de fígado cozido.
3. Em cada um dos 4 alimentos, adicionou-se 3 gotas de água oxigenada.
4. Observou-se que a água oxigenada, ao entrar em contato com os alimentos crus, começou a apresentar efervescência quase que instantaneamente.
Com relação a essa experiência, é correto dizer que
a) a efervescência caracteriza a decomposição do peróxido de hidrogênio e liberação do gás hidrogênio.
b) a decomposição ocorre espontaneamente, na presença da luz do Sol, em uma reação muito rápida.
c) a decomposição da água oxigenada ocorre, em menor tempo, pela ação da enzima catalase, presente em células animais e vegetais.
d) a catalase atua como um inibidor, reduzindo a velocidade da reação química.
5. (Unesp 2022)
Considere o seguinte procedimento, realizado para a obtenção de óleo de amendoim em pequena escala.
1. Remover as cascas e as peles dos grãos de amendoim.
2. Transferir os grãos para um almofariz, acrescentar etanol e triturar bem com um pistilo.
3. Coar a mistura do almofariz, recolhendo o líquido coado em um prato.
4. Deixar o prato exposto ao ambiente até que o etanol evapore completamente.
5. Recolher, com uma seringa, o óleo de amendoim que restou no prato.
A trituração dos grãos favorece a dissolução do óleo no etanol, pois __________ a superfície de contato, tornando o processo de separação de misturas, chamado __________, mais rápido. A separação da mistura do óleo com o álcool é possível porque o etanol possui maior __________ do que o óleo.
As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por:
a) diminui – extração com solvente – pressão de vapor.
b) aumenta – extração com solvente – temperatura de ebulição.
c) aumenta – extração com solvente – pressão de vapor.
d) aumenta – filtração – temperatura de ebulição.
e) diminui – filtração – pressão de vapor.
6. (Unichristus – Medicina 2022)
O molibdênio é um mineral importante no metabolismo das proteínas. Ele ajuda na proteção das células sendo útil para eliminar as toxinas do organismo, o que contribui para combater o envelhecimento precoce. Isso acontece porque o molibdênio ativa enzimas que têm papel antioxidante no sangue, neutralizando os radicais livres, que aderem às células saudáveis, prevenindo-as de várias doenças, entre elas o câncer.
Disponível em: https://www.tuasaude.com/molibdenio. Acesso em: 5 jul. 2021 (adaptado).
De acordo com o texto, pode-se afirmar que o molibdênio atua como
a) inibidor.
b) anticatalisador.
c) catalisador.
d) promotor.
e) veneno.
7. (Fatec 2022)
Um grupo de alunos construiu um biodigestor a partir de garrafas de polietileno tereftalato (PET) e galões de água para reaproveitar resíduos alimentares da escola.
No entanto, após uma semana, não observavam formação de biogás como era esperado. Para melhorar a eficiência do biodigestor, os alunos decidiram fazer uma adaptação no gerador de biogás. O biodigestor foi envolvido com saco plástico preto e exposto à radiação solar. Com essa configuração, após dois dias, foram observadas as primeiras bolhas.
Com base na adaptação feita pelos alunos, é correto afirmar que o fator cinético que contribuiu para aumentar a velocidade das reações que ocorreram no biodigestor foi a
a) luz.
b) umidade.
c) temperatura.
d) forma do recipiente.
e) área da superfície do gerador.
8. (Unicamp 2023)
A caiação ou pintura com cal hidratada (Ca(OH)2) é uma das formas mais antigas para o revestimento da fachada de edifícios. A cal virgem (CaO) – produzida a partir do aquecimento do calcário (CaCO3) –, ao ser colocada em água, forma a cal hidratada que, uma vez aplicada à parede e em contato com o CO2 do ar atmosférico, vai se transformando em seu precursor, o carbonato de cálcio. Dessa forma, o carbonato de cálcio fica aderido à parede, protegendo-a, conservando-a e embelezando-a.
Considere as equações a seguir:
I) CaCO3 –> CaO + CO2 DH = 178 kJ/ mol
II) CaO + H2O –> Ca(OH)2 DH = – 109 KJ/mol
III) Ca(OH)2 + CO2 –> CaCO3 + H2O DH = ?
Levando em conta apenas as equações do processo de transformação e produção do carbonato de cálcio (equações I a III), pode-se afirmar que o processo
a) pode ser considerado carbono neutro e que a última equação representa uma reação que levaria ao aquecimento da parede onde a cal foi aplicada.
b) pode ser considerado carbono neutro e que a última equação representa uma reação que levaria ao resfriamento da parede onde a cal foi aplicada.
c) não pode ser considerado carbono neutro e que a última equação representa uma reação que levaria ao aquecimento da parede onde a cal foi aplicada.
d) não pode ser considerado carbono neutro e que a última equação representa uma reação que levaria ao resfriamento da parede onde a cal foi aplicada.
Gabarito:
Questão 1: [B]
Questão 2: [C]
Questão 3: [E]
Questão 4: [C]
Questão 5: [C]
Questão 6: [D]
Questão 7: [C]
Sugestão de vídeo:
Cinética Química – lei de velocidade
