VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS Prof. Dr. ARNALDO ANTONIO RODELLA ESALQ/USP

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  • VELOCIDADE DAS REAES QUMICAS Prof. Dr. ARNALDO ANTONIO RODELLA ESALQ/USP
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  • COMO CONHECER E CONTROLAR AS REAES QUMICAS ? H 2 + Cl 2 2 HCl G = - 45,6 kcal no escuro: H 2 + Cl 2 nada acontece presena de luz: H 2 + Cl 2 exploso A TERMODINMICA mostra que a produo de HCl um processo espontneo
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  • H 2 + Cl 2 HCl G = - 45,6 kcal H 2 + Cl 2 HCl G = - 45,6 kcal Energia de ativao
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  • A TERMODINMICA indica que se a reao ocorre espontaneamente, mas no informa quando isso vai ocorrer O estudo da velocidade com que a reao ocorre objeto da CINTICA QUMICA
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  • Lei de velocidade Equao diferencial que relaciona velocidade de reao com concentrao de reagentes Ordem Soma dos expoentes dos termos de concentrao da equao de lei de velocidade. No depende da estequiometria da reao Velocidade Variao da concentrao de um reagente ou de um produto na unidade de tempo
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  • CH 3 Br + OH - CH 3 OH + Br - (CH 3 ) 3 CBr + OH - (CH 3 ) 3 COH+ Br - dx/dt = k (CH 3 Br)(OH - ) dx/dt = k ((CH 3 ) 3 CBr) Reao de segunda ordem Reao de primeira ordem
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  • 2 HI(g) H 2 (g) + I 2 (g) dx/dt = k (HI) 2 Reao de segunda ordem Reaes de pseudo-primeira ordem A velocidade depende aproximadamente da concen- trao de apenas um dos reagentes sob condies especiais, como o excesso de um outro reagente
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  • LEI DE VELOCIDADE DE PRIMEIRA ORDEM A B tempo 0 a 0 tempo t (a-x) x Equao diferencial da lei de velocidade de primeira ordem A velocidade de formao de B em cada instante proporcional concentrao de reagente remanescente Portanto a velocidade de reao decresce continuamente com o tempo
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  • Integrando:
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  • - ln (a-x) = k.t + C quando t = 0 temos que C = - ln a ln (a-x) = - k.t + ln a
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  • Curva tpica de formao de um produto atravs de mecanismo de primeira ordem
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  • (a-x) = quantidade de reagente remanescente no tempo t = [A] t a = quantidade de inicial de reagente no tempo 0 = [A] o Retomando a equao da lei de velocidade de primeira ordem
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  • [A] o Curva tpica do consumo de um produto atravs de mecanismo de primeira ordem
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  • A + B C + D
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  • (a-x) = quantidade de reagente remanescente no tempo t a = quantidade inicial de reagente [A] t = (a-x)
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  • k = 0,0255 min -1 MTODO GRFICO PARA DE DETERMINAR A ORDEM DA REAO
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  • MEIA VIDA t 1/2 Perodo de tempo necessrio para ocorrer metade da reao Perodo de tempo para consumir de metade dos reagentes x = a/2
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  • k = 0,0255 min -1
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  • Equao de Arrhenius k = constante de velocidade A = fator pr-exponencial E = energia de ativao R = constante dos gases perfeitos T = temperatura Kelvin
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  • APLICAO MAIS FREQENTE Modelo de primeira ordem na decomposio de materiais orgnicos no solo Limitaes: - No uma reao qumica comportada - Difcil definir quais compostos esto participando da reao - Depende da atividade microbiolgica
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  • EFEITO DA TEMPERATURA SOBRE A DECOMPOSIO DE SACAROSE NO SOLO
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  • PALHA BAGAO
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  • Em ensaio de respirometria 2,45g de resduo com 18,7 %C incorporado a 1 kg de solo Massa de carbono incorporada = 2450 x 0,187 = 458,2 mg C Massa de CO 2 teoricamente produzida = 1679,9 mg C orgnico CO 2 C recalcitrante C mineralizvel Massa de CO 2 evoluda em 58 dias = 785,9 mg 458,2 mg C
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  • http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/index.html Cintica elementar de reao J.L. Lantham Qumica um tratamento moderno Pimentel & Spratley PARA QUEM QUISER SABER MAIS: