O estudo gráfico da velocidade das reações fornece parâmetros para que seja possível avaliar a rapidez de uma determinada reação em comparação com outra. Estudar a velocidade de uma reação é um atributo importante e interessante dentro da Química pelo fato de permitir a identificação de reações químicas rápidas ou lentas e ainda criar métodos para que reações lentas possam tornar-se mais rápidas e vice-versa. O ramo da Química que desenvolve esse estudo é denominado de Cinética Química. Uma forma de estudar a velocidade das reações pode ser por análises gráficas. Basicamente, o gráfico cinético de uma reação apresenta no eixo x o termo caminho da reação e, no eixo y, o termo energia, como o modelo a seguir:
Nos gráficos, os reagentes (R) e os produtos (P) são representados em pequenas linhas horizontais. Os reagentes estão sempre posicionados próximos ao eixo y e os produtos, mais distantes do eixo y. Observe o modelo:
Ligando as linhas horizontais de reagentes e produtos, temos uma curva, que inicia nos reagentes, sobe e desce até os produtos. O ponto máximo dessa curva indica a energia do complexo ativado (c.a.), e o trajeto dos reagentes até o complexo ativado indica a energia necessária para a formação desse complexo, que é chamada de energia de ativação (Eat.). No gráfico a seguir, temos uma seta azul que indica a energia de ativação da reação, bem como a indicação do complexo ativado no ponto mais alto da curva.
Quando a energia de ativação em um gráfico é pequena, temos que o complexo ativado foi formado mais rapidamente, o que indica que se trata de uma reação mais rápida. Já se a energia de ativação é muito grande, a formação do complexo ativado é mais demorada, o que indica que a reação é mais lenta. Comparando os dois gráficos a seguir, podemos visualizar que o gráfico A tem maior energia de ativação que o gráfico B; logo, A representa uma reação mais lenta.
Quando uma reação química processa-se com a utilização de um catalisador, podemos representar graficamente esse detalhe. A leitura da presença de um catalisador se dá por uma segunda curva abaixo da curva maior, indicando que a energia de ativação sofreu uma diminuição (c) que atingiu a formação do complexo ativado mais rapidamente, o que tornou a reação mais rápida.
Realizando um estudo gráfico da velocidade de uma reação com catalisador, podemos observar que a seta azul indica uma energia de ativação menor, enquanto a seta vermelha indica uma energia de ativação maior. Por essa razão, a curva com a presença da seta azul indica uma reação com presença de catalisador, ou seja, que se processa de forma mais rápida.
Videoaula relacionada: Teste seus conhecimentos em Cinética Química por meio da resolução de exercícios sobre energia de ativação e complexo ativado. Questão 1
Analise o diagrama fornecido a seguir: A + B → C + D Assinale a alternativa correta: a) A energia de ativação do processo tem o valor de 250 KJ. b) A energia referente ao complexo ativado é igual a 120 KJ. c) A energia dos reagentes é igual a 120 KJ. d) A energia dos produtos é igual a 120 KJ. e) Todas as afirmativas estão erradas.
Questão 2
O diagrama fornecido a seguir se refere à combustão da substância etanol: C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O a) A representa o complexo ativado. b) B representa a energia de ativação. c) C representa a formação do produto. d) A reação representada é endotérmica. e) C representa o complexo ativado.
Questão 3
(Mackenzie-SP) O gráfico acima representa a reação: X + Y → Z Os valores do ΔH e da energia de ativação, em kJ/mol, são, respectivamente, a) + 50 e 20. b) + 15 e 45. c) + 30 e 20. d) + 5 e 20. e) + 25 e 55.
Questão 4
(Mackenzie-SP) Considerando o diagrama da reação genérica A + B → C + D, fazem-se as afirmações: I. a reação é exotérmica. II. o ΔH da reação direta é igual a –15 kcal/mol. III. a energia de ativação da reação direta é igual a + 25 kcal/mol. IV. a reação direta ocorre com liberação de calor. São corretas, somente: a) I, II e IV. b) I e III. c) III e IV. d) II e IV. e) I e II.
Resposta - Questão 1
Letra b). A letra “a” está errada porque a energia de ativação sempre é a diferença entre a energia do complexo ativado (ponto mais alto da curva, 120 KJ) e a energia dos reagentes (OKJ). A letra “c” está errada porque a energia dos reagentes é igual a 0 KJ. A letra “d” está errada porque a energia dos produtos é igual a -130 KJ.
Resposta - Questão 2
Letra e). A letra “a” está errada porque o item A representa a energia de ativação (parte dos reagentes em direção ao complexo ativado). A letra “b” está errada porque o item B representa a variação da entalpia (parte dos reagentes em direção aos produtos). A letra “c” está errada porque C representa o complexo ativado. A letra “d” está errada porque o processo é exotérmico, já que os reagentes apresentam mais energia que os produtos.
Resposta - Questão 3
Letra b). Para calcular o valor do ΔH, basta utilizar a expressão: ΔH = Hp- Hr ΔH = 20 - 5 ΔH = 15 KJ Hp (entalpia dos produtos) e Hr (entalpia dos reagentes) Já a energia de ativação sempre parte dos reagentes (5 KJ) em direção ao complexo (50 KJ). Para calculá-la, basta realizar a diferença entre o complexo e od reagentes: 50-5 = 45 KJ
Resposta - Questão 4
Letra a). O item I está correto porque a entalpia dos reagentes (A e B) é maior que a dos produtos (C e D), o que caracteriza um processo exotérmico. O item II está correto porque, para calcular o ΔH, basta utilizar a seguinte expressão: ΔH = Hp- Hr ΔH = 5 - 20 ΔH = -15 KJ Hp (entalpia dos produtos) e Hr (entalpia dos reagentes) O item III está errado porque, para calcular a energia de ativação, sempre partimos dos reagentes (20 KJ) em direção ao complexo (30 KJ). Para calculá-la, basta realizar a diferença entre complexo e reagentes: 30-20 = 10 KJ Versão desktop Copyright © 2022 Rede Omnia - Todos os direitos reservados Proibida a reprodução total ou parcial sem prévia autorização (Inciso I do Artigo 29 Lei 9.610/98)
Atualmente, a indústria química se utiliza de uma vasta gama de catalisadores, que possuem a vantagem de tornarem as reações mais rápidas com menores custos. O gráfico abaixo representa a variação de energia de uma reação qualquer na presença e na ausência de catalisador.
Pela análise do gráfico, pode-se afirmar que |
Analise o gráfico a seguir é responda qual curva representa a reação catalisada
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