Qual o nome da substância que aumenta a velocidade de uma reação sem participar do processo?

Q: São substâncias que aumentam a velocidade da reação e não participam das mesmas?

Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação.

Q: São substância que aumenta a velocidade de uma reação?

Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar a velocidade das reações químicas sem serem consumidos, ou seja, são totalmente regenerados no final do processo. Por exemplo, um pirulito deixado exposto no ar irá demorar muito tempo para reagir, mas quando colocado na boca, rapidamente ele é consumido.

Q: Como é chamada a substância que acelera a reação mas não aumenta o rendimento?

É importante lembrar que um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de menor tempo.

Q: Qual o nome dado para a substância que aumenta a velocidade de uma reação química e que permanece igual na reação química desde o início até o final do processo?

* Catalisador: O uso de catalisadores específicos para determinadas reações pode acelerá-las. Essas substâncias não participam da reação em si, pois são totalmente regeneradas ao final dela.

Velocidade de rea��o
Classifica��o das rea��es quanto a velocidade
Condi��es necess�rias para ocorrer uma rea��o qu�mica
Energia de ativa��o
Teoria da colis�o
Lei da velocidade de rea��o
Fatores que modificam a Velocidade da Rea��o
Cat�lise e catalisador
Enzima
Autocat�lise

Índice Show

Velocidade de rea��o
Energia de ativa��o
Teoria da colis�o
Lei da velocidade de rea��o
Cat�lise e catalisador
Autocat�lise
São substâncias que aumentam a velocidade da reação e não participam das mesmas?
São substância que aumenta a velocidade de uma reação?
Como é chamada a substância que acelera a reação mas não aumenta o rendimento?
Qual o nome dado para a substância que aumenta a velocidade de uma reação química e que permanece igual na reação química desde o início até o final do processo?

Velocidade de rea��o

aA + bB � cC + dD

vm�dia de forma��o de C =

D[C]
��
Dt

vm�dia de consumo de A =

-D[A]
��
Dt

vm�dia da rea��o =

-D[A]
��
a�Dt

-D[B]
��
b�Dt

-D[C]
��
c�Dt

-D[D]
��
d�Dt

Velocidade ou rapidez de uma rea��o

A velocidade de uma rea��o qu�mica � definida como a rela��o entre a quantidade consumida ou produzida e o intervalo de tempo utilizado para que isso aconte�a.

Geralmente, essas quantidades s�o expressas em mols. A medida do tempo tamb�m pode ser pronunciada em qualquer unidade que esteja de acordo com a rea��o:

A express�o abaixo pode ser utilizada para calcular a velocidade de uma rea��o:

Onde:

Vm � a velocidade m�dia da rea��o.
∆n � a varia��o da quantidade em mols de um componente (em m�dulo).
∆t � o tempo gasto em tal varia��o.

Exemplo:

Seja a rea��o A + B

� C + D, efetuando-se num sistema fechado. Vamos determinar a quantidade em mols de C em dois instantes:

t1 = 10min

� n1 = 2 mol

t2 = 20min

� n2 = 3 mol

A velocidade m�dia ser�:

A cada minuto forma-se uma m�dia de 0,1 mol de C.

Podemos utilizar v�rias grandezas para calcular a velocidade m�dia ou rapidez da rea��o:

Gr�fico de velocidade de uma rea��o

Podemos obter alguns tipos de gr�ficos quando estudamos a varia��o da concentra��o de reagentes, produtos e velocidades, numa rea��o qu�mica. Por�m, a compreens�o desses gr�ficos deve ser feita de uma forma geral.

Veja abaixo, de um modo geral, tr�s tipos de gr�fico:

I � Concentra��o dos reagentes diminuem com o tempo.

II � Concentra��o dos produtos aumentam com o tempo.

III � Velocidade diminui, pois (v = K. [R])

Classifica��o das rea��es quanto � velocidade

Rea��es instant�neas

S�o aquelas rea��es que ocorrem numa velocidade muito elevada, dificultando a sua determina��o. Como exemplo, podemos citar as rea��es explosivas, rea��es de precipita��o, rea��es de neutraliza��o de �cido por base, entre outras.

Rea��es lentas

S�o as rea��es que ocorrem numa velocidade muito baixa.

Exemplo:

(em condi��es ambientes, sem a presen�a de fatores externos)

Rea��es moderadas

S�o aquelas velocidade que ocorrem numa velocidade intermedi�ria. A Cin�tica Qu�mica interessa-se principalmente por este tipo de rea��o, pois a sua velocidade pode ser medida com exatid�o.

Exemplo:

- Rea��es de metais, n�o muito reativos, com �cidos:

Normalmente, as rea��es entre compostos inorg�nicos s�o r�pidas e as rea��es entre compostos org�nicos s�o lentas.

Condi��es para que uma rea��o ocorra

Condi��es fundamentais

As condi��es fundamentais para que ocorra uma rea��o s�o:

1. Afinidade qu�mica:

Os reagentes devem ter tend�ncia ao entrar em rea��o.

2. Contato entre os reagentes:

A fim de que possa haver intera��o qu�mica.

Condi��es acess�rias

Deve haver colis�o entre as part�culas ativadas energeticamente e ocorrer um choque bem orientado.

Energia de ativa��o

Complexo ativado � uma estrutura intermedi�ria entre os reagentes e os produtos, com liga��es intermedi�rias entre as dos reagentes e as dos produtos.

A energia de ativa��o pode ser definida como uma barreira energ�tica, que impede a ocorr�ncia da rea��o, ou ainda, � a energia m�nima necess�ria para a forma��o do complexo ativado. A rea��o s� ocorre quando essa barreira for superada.

Portanto, quanto maior a energia de ativa��o, mais dif�cil ser� para ocorrer a rea��o. Assim, as rea��es lentas necessitam de grande quantidade de energia para ocorrer.

E quanto menor a energia de ativa��o mais f�cil ser� para ocorrer a rea��o. Desse modo, as rea��es r�pidas necessitam de pouca energia para ocorrer.

An�lise gr�fica da energia de ativa��o

� Rea��o exot�rmica

Graficamente, temos:

Onde:

E1 = energia pr�pria dos reagentes
E2 = energia do complexo ativado
b = energia de ativa��o da rea��o direta R

� P (E2 � E1)
b + c = energia de ativa��o da rea��o inversa P � R (E2 � E3)
c = ∆H (varia��o de entalpia) da rea��o (varia��o total da energia).
E3 = energia pr�pria dos produtos

Note que E2 � E3 (b + c) > E2 � E1 (b).

� Rea��o endot�rmica

Graficamente, temos:

Onde:

E1 = energia pr�pria dos reagentes
E2 = energia do complexo ativado
b = energia de ativa��o da rea��o direta (R

� P)
b - c = energia de ativa��o da rea��o inversa (P � R)
c = ∆H (varia��o de entalpia) da rea��o (varia��o total da energia).
E3 = energia pr�pria dos produtos

Note que E2 � E3 (b � c) < E2 � E1 (b).

O ponto mais elevado do gr�fico refere-se ao momento da colis�o entre as part�culas ativadas.

Teoria da colis�o

Pela teoria da colis�o, para haver rea��o � necess�rio que:

	as mol�culas dos reagentes colidam entre si;
	a colis�o ocorra com geometria favor�vel � forma��o do complexo ativado;
	a energia das mol�culas que colidem entre si seja igual ou superior � energia de ativa��o.

Colis�o efetiva ou eficaz � aquela que resulta em rea��o, isto �, que est� de acordo com as duas �ltimas condi��es da teoria da colis�o. O n�mero de colis�es efetivas ou eficazes � muito pequeno comparado ao n�mero total de colis�es que ocorrem entre as mol�culas dos reagentes.

Quanto menor for a energia de ativa��o de uma rea��o, maior ser� sua velocidade.

Uma eleva��o da temperatura aumenta a velocidade de uma rea��o porque aumenta o n�mero de mol�culas dos reagentes com energia superior � de ativa��o.

Lei da velocidade de rea��o

aA + bB + ... � produtos

v = k [A]p [B]q

	p e q s�o experimentalmente determinados
	k = constante de velocidade de rea��o; aumenta com a temperatura
	p = ordem da rea��o em rela��o a A
	q = ordem da rea��o em rela��o a B
	p + q + ... = ordem da rea��o

Reagente(s) gasoso(s) - A press�o de um g�s � diretamente proporcional � sua concentra��o em mol/L. Por isso, no caso de reagente(s) gasoso(s), a lei de velocidade pode ser expressa em termos de press�o.

Para aA(g) + bB(g) + ...

� produtos, temos: v = k�ppA�pqB

O aumento da press�o aumenta a velocidade da rea��o. Quando n�o h� reagente gasoso, a press�o n�o influi na velocidade da rea��o.

Determina��o experimental da equa��o da velocidade da rea��o

Para escolher uma equa��o matem�tica, que represente a varia��o da velocidade da rea��o com a concentra��o dos reagentes, devemos nos basear apenas nos dados experimentais.

Exemplo:

Podemos observar na tabela abaixo, a varia��o da velocidade com as concentra��es, obtida por experi�ncia:

Para determinar, experimentalmente, a equa��o da velocidade, devemos variar a concentra��o molar dos reagentes e verificar como varia a velocidade.

v = k [A]x [B]x

Sendo que x e y ser�o determinados.

Dois m�todos podem ser usados

:
1. M�todo comparativo

Ao comparar a 1� e a 2� experi�ncia, percebe-se que a concentra��o de B � a mesma, j� a concentra��o de A dobrou, e conseq�entemente a velocidade tamb�m dobrou.

Ao comparar a 2� e a 3� experi�ncia, notamos que a concentra��o de A � permaneceu constante, j� a concentra��o de B dobrou e conseq�entemente a velocidade quadriplicou.

Conclu�mos, ent�o, que a velocidade varia com a 1� potencia de [A] e com a 2� potencia de [B].

v = k . [B]1 . [B]2

2. M�todo Alg�brico

Primeiramente, dividimos v1 por v2:

Em seguida, dividimos v2 por v3

Rea��o elementar � aquela que ocorre numa �nica etapa. Neste caso, para

aA + bB + ...

� produtos,

temos:

v = k [A]a [B]b...

Molecularidade de uma rea��o - � o n�mero total de part�culas que se colidem para constituir o complexo ativado. Sendo assim, a molecularidade s� pode ser definida em cada etapa da rea��o, pois cada etapa tem o seu complexo ativado e a sua molecularidade.

Mecanismo de rea��o � o conjunto das etapas em que ocorre a rea��o. A etapa lenta � a que determina a velocidade da rea��o. O mecanismo de uma rea��o � proposto com base no estudo de sua velocidade.

Superf�cie de contato - Quanto maior for o grau de dispers�o de um s�lido, maior ser� a sua superf�cie e maior ser� a velocidade da rea��o na qual � reagente.

Ordem de uma rea��o - � definida como a soma dos expoentes de concentra��o, que se apresentam na Lei Experimental da Velocidade.

Seja a rea��o:

2 H2 + 2 NO � N2 + 2 H2O

Onde a lei experimental da velocidade �:

v = k [H2]1 [NO]2

Portanto esta rea��o � de 3� ordem.

Nota

: N�o esque�a que a lei de Guldberg Waage aplicada � rea��o global nem sempre � a Lei Experimental da Velocidade, esta refere-se certamente � velocidade da etapa lenta da rea��o, ou seja, a etapa determinante da velocidade da rea��o.

Rapidez da transforma��o e concentra��o

Seja a rea��o de zinco com �cido clor�drico liberando g�s hidrog�nio:

Zn(s) + 2HCl(aq) � ZnCl2(aq) + H2(g)

Com a decorr�ncia do tempo, a concentra��o de HCl vai se reduzindo, assim como no gr�fico:

Vamos calcular a velocidade da rea��o no instante t:

- Trace uma tangente � curva pelo ponto P.

Selecione, sobre a tangente, dois pontos A e B. No tri�ngulo ret�ngulo ABC, a tangente trigonom�trica do �ngulo α � dada por:

A tangente do �ngulo α pronuncia a velocidade da rea��o no instante t.

� medida que decorre o tempo, o volume de H2 formado aumenta. Podemos calcular atrav�s do mesmo processo, a velocidade no instante t em termos de varia��o do volume H2 formado com o tempo.

Fatores que modificam a Velocidade da Rea��o

Natureza de reagentes e produtos

Quanto maior o n.� de liga��es a serem rompidas nos reagentes e quanto mais fortes forem essas liga��es, mais lenta ser� a rea��o, e vice-versa.

2NO + O2� 2NO2 (rea��o moderada a 20�C).

CH4 + 2O2

� CO2 + 2H2O (muito lenta 20�C).

Luz

Acelera rea��es fotoqu�micas.

no escuro

Ex.: H2(g) + Cl2(g)

� 2HCl(g) (rea��o muito lenta)

Luz

H2(g) + Cl2(g)

� 2HCl(g) (rea��o R�pida)

Press�o

O aumento da press�o num sistema que cont�m pelo menos um participante gasoso, implica em diminuir o volume do sistema, aumentando o n.� de colis�es entre os reagentes e, conseq�entemente, a velocidade da rea��o.

Temperatura

O aumento da temperatura faz aumentar a agita��o molecular, a energia cin�tica, o n�mero de part�culas com energia maior ou igual � energia de ativa��o, o n�mero de choques, aumentado a velocidade da rea��o.

Observa��o: O aumento da temperatura, aumenta a velocidade de rea��es endot�rmicas e exot�rmicas.

An�lise gr�fica da influ�ncia da temperatura na velocidade de uma rea��o

Vamos representar graficamente a influ�ncia da temperatura na velocidade da rea��o. O gr�fico abaixo mostra a distribui��o de energias das part�culas sob duas temperaturas diferentes.

� temperatura T1, algumas part�culas possuem energia muito baixa e outras part�culas apresentam energia muito alta, por�m a grande maioria apresenta energia intermedi�ria. � temperatura T2 h� uma altera��o na distribui��o de energia, podemos notar que a eleva��o da temperatura causou um deslocamento geral na distribui��o, para as energias mais altas. Tais curvas podem ser impostas � velocidade da rea��o.

Sendo a energia Emin = E1 � menor que a energia pr�pria Ep das part�culas reagentes, uma grande quantidade de part�culas ter� condi��es de reagir sob temperatura T1, aumentado a velocidade da rea��o. J� se a energia m�nima necess�ria para que ocorra a rea��o for Emin = E2 s� algumas part�culas distribu�das � direita da curva, na �rea (1), ter�o condi��es de reagir, sendo assim a rea��o ser� lenta sob temperatura T1. No entanto, sob temperatura T2, uma maior quantidade de part�culas ter� condi��es de reagir, de modo que, a mesma rea��o � mais r�pida sob temperatura T2.

Regra de van't Hoff - Uma eleva��o de 10�C duplica a velocidade de uma rea��o.

Esta � uma regra aproximada e muito limitada.

Superf�cie de contato

Ao diluir uma barra de zinco numa solu��o l�quida de �cido clor�drico, ocorre a seguinte rea��o:

Zn(s) + 2HCl(aq) � ZnCl2(aq) + H2(g)

Se caso tiv�ssemos pulverizado o zinco, a rea��o seria mais r�pida, pois ao reduzir o zinco a p� facilitamos o ataque do �cido clor�drico. Ao pulverizar o zinco, estamos ampliando a sua superf�cie de contato, conseq�entemente aumentando a velocidade da rea��o.

Cat�lise e catalisador

Cat�lise � o nome de uma rea��o da qual o catalisador participa.

Catalisador � uma subst�ncia que aumenta a velocidade da rea��o porque diminui a energia de ativa��o necess�ria para que os reagentes se transformem no complexo ativado.

Observa��o � Podem participar de uma etapa da rea��o, por�m s�o totalmente restitu�dos no fim da mesma.

Algumas subst�ncias retardam a rea��o qu�mica, tais subst�ncias s�o chamadas de inibidores ou catalisadores negativos.

Exemplos de cat�lise

1� exemplo

Rea��o de decomposi��o da �gua oxigenada catalisada pelo hidr�xido.

2� exemplo

A rea��o da s�ntese de am�nia sendo catalisada pelo ferro.

Mecanismo energ�tico do catalisador

O catalisador atua facilitando o caminho da rea��o, tornando-a mais r�pida. Ou seja, caminho que o catalisador oferece para a rea��o apresenta menor energia de ativa��o.

Quando uma rea��o � catalisada, ocorre uma altera��o no mecanismo desta rea��o. Uma vez que a velocidade da rea��o aumenta, a energia de ativa��o do novo caminho ser� menor que a do caminho anterior, sendo assim, mais part�culas por segundo podem atingir o ponto mais alto, o complexo ativado se formar� mais rapidamente e a rea��o se desenvolver� com mais velocidade.

Veja abaixo uma rea��o catalisada:

Percebe-se que o catalisador (C) fez parte da 1� etapa da rea��o, por�m na 2� etapa foi regenerado. N�o passou por nenhuma altera��o qu�mica permanente, nem de quantidade. Tamb�m fez parte de uma etapa intermedi�ria da rea��o. Possibilitou que a rea��o fosse realizada em novas etapas, que foram mais r�pidas e que n�o aconteceriam sem a presen�a do catalisador.

Cat�lise homog�nea - � uma rea��o cujo catalisador e os reagentes constituem um sistema monof�sico, ou seja, � uma mistura homog�nea.

Exemplo:

Atrav�s do oxig�nio (g�s), o di�xido de nitrog�nio (g�s) catalisa a oxida��o do di�xido de enxofre (g�s) a tri�xido de enxofre (g�s).

Cat�lise heterog�nea -� uma rea��o cujo catalisador e os reagentes constituem um sistema polif�sico, ou seja, � uma mistura heterog�nea.

Exemplo:

A rea��o entre o hidrog�nio (g�s) e o etileno (g�s) forma-se o etano, sob a a��o catal�tica de alguns metais s�lidos, como a platina e o n�quel.

Aplica��o de uma cat�lise: O buraco na camada de oz�nio

O oz�nio (O3) presente na alta atmosfera � constitu�do por um sistema em duas etapas:

- As mol�culas de O2 se dissociam.

- O choque entre um �tomo O com uma mol�cula O2.

A decomposi��o do oz�nio ocorre da seguinte maneira:

Esse tipo de rea��o � lenta, por�m sua velocidade pode aumentar com influ�ncia de diversos catalisadores, como �tomos Cl.

Os compostos constitu�dos por cloro, fl�or e carbono, conhecidos por emitir o clorofluorcarbono (CFC), s�o fontes de �tomos de cloro. Como exemplo temos os compostos CFCl3 e CF2Cl2 que s�o usados como gases refrigerantes e propelentes de aeross�is. Sob uma altura de 30 a 40Km a radia��o ultravioleta decomp�em esses compostos liberando o �tomo de cloro:

O oz�nio � muito importante na alta atmosfera, pois esse g�s possui a capacidade de absorver luz ultravioleta. A sua destrui��o aumenta a incid�ncia de c�ncer de pele.

Ativadores (promotores) de catalisador

Os ativadores s�o subst�ncias que atuam aumentando a efic�cia do catalisador. Sozinhos, os ativadores n�o s�o capazes de catalisar uma rea��o.

Exemplo:

Fe = catalisador da rea��o
Al2O3 = ativador do catalisador

As subst�ncias que reduzem a a��o do catalisador s�o denominadas venenos de catalisador.

Enzima

Enzima � uma prote�na que atua como catalisador em rea��es biol�gicas. Caracteriza-se pela sua a��o espec�fica e pela sua grande atividade catal�tica. Apresenta uma temperatura �tima, geralmente ao redor de 37�C, na qual tem o m�ximo de atividade catal�tica.

Promotor de rea��o ou ativador de catalisador � uma subst�ncia que ativa o catalisador, mais isoladamente n�o tem a��o catal�tica na rea��o.

Veneno de catalisador ou inibidor - o inibidor � o oposto do catalisador, pois ele aumenta a energia de ativa��o e conseq�entemente reduz a velocidade da rea��o. Essa subst�ncia reduz e at� destr�i a a��o do catalisador.

Exemplo:

A velocidade da decomposi��o da �gua oxigenada � reduzida pelo meio �cido (H+).

O �cido entra em rea��o com as impurezas que est�o na �gua oxigenada. Tais impurezas s�o eliminadas com a rea��o, e sem elas a decomposi��o da �gua oxigenada n�o � catalisada, portanto a decomposi��o torna-se mais lenta.

Autocat�lise

Autoc�lise � uma rea��o na qual um dos produtos da rea��o atua como catalisador da pr�pria rea��o. Inicialmente, a rea��o � lenta, e conforme o catalisador (produto) vai se constituindo, a velocidade vai se elevando.

Exemplo:

Seja a rea��o:

Mn++ � um produto autocatalisador, pois ele aumenta a velocidade da pr�pria rea��o em que � formado.

Este site foi atualizado em 03/01/11

São substâncias que aumentam a velocidade da reação e não participam das mesmas?

Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação.

São substância que aumenta a velocidade de uma reação?

Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar a velocidade das reações químicas sem serem consumidos, ou seja, são totalmente regenerados no final do processo. Por exemplo, um pirulito deixado exposto no ar irá demorar muito tempo para reagir, mas quando colocado na boca, rapidamente ele é consumido.

Como é chamada a substância que acelera a reação mas não aumenta o rendimento?

É importante lembrar que um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de menor tempo.

Qual o nome dado para a substância que aumenta a velocidade de uma reação química e que permanece igual na reação química desde o início até o final do processo?

* Catalisador: O uso de catalisadores específicos para determinadas reações pode acelerá-las. Essas substâncias não participam da reação em si, pois são totalmente regeneradas ao final dela.