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A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade.

Reações químicas são o resultado de ações entre substâncias que geralmente formam outras substâncias.

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A velocidade de uma reação química é determinada pelo tempo que os reagentes levam para se transformar em produtos. Ela pode ser medida tanto pelo consumo dos reagentes quanto pela formação dos produtos. A reação começa com a quantidade máxima de reagentes e termina quando um deles é totalmente consumido.

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A velocidade média de uma reação química é calculada pela variação na quantidade de reagente consumido ou produto formado em um intervalo de tempo:

Vm=∣variac¸a˜o da quantidade da substaˆncia∣variac¸a˜o do tempoV_m = \frac{|\text{variação da quantidade da substância}|}{\text{variação do tempo}}

Pode ser expressa em unidades como:

mol/L (concentração),

mol (quantidade de matéria),

atm (pressão, no caso de gases).

O tempo pode ser medido em segundos (s), minutos (min) ou horas (h).

Exemplo genérico de reação química:

aA+bB→cC+dDaA + bB \rightarrow cC + dD

A e B: reagentes

C e D: produtos

a, b, c, d: coeficientes da equação balanceada

Velocidade de consumo e formação:

Consumo dos reagentes:

Vm=−Δ[A]ΔtouVm=−Δ[B]ΔtV_m = \frac{-\Delta [A]}{\Delta t} \quad \text{ou} \quad V_m = \frac{-\Delta [B]}{\Delta t}

Formação dos produtos:

Vm=Δ[C]ΔtouVm=Δ[D]ΔtV_m = \frac{\Delta [C]}{\Delta t} \quad \text{ou} \quad V_m = \frac{\Delta [D]}{\Delta t}

(Sinais negativos indicam que a substância está sendo consumida.)

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Conceitos importantes:

O símbolo [ ] representa concentração, geralmente em mol/L.

A velocidade média da reação também depende dos coeficientes estequiométricos da equação química balanceada.

Fórmula geral da velocidade média considerando os coeficientes:

Vm=∣−Δ[A]a⋅Δt∣=∣−Δ[B]b⋅Δt∣=∣Δ[C]c⋅Δt∣=∣Δ[D]d⋅Δt∣V_m = \left| \frac{-\Delta [A]}{a \cdot \Delta t} \right| = \left| \frac{-\Delta [B]}{b \cdot \Delta t} \right| = \left| \frac{\Delta [C]}{c \cdot \Delta t} \right| = \left| \frac{\Delta [D]}{d \cdot \Delta t} \right|

a, b, c, d: coeficientes da equação balanceada

Δt: variação do tempo

Δ[A], Δ[B], Δ[C], Δ[D]: variações das concentrações

Sinal negativo (–) indica consumo

Sinal positivo (+) indica formação

Tipos de reação quanto a velocidade:

Rápida: Microssegundos

Ex. Queima do gás de cozinha

Moderada: Minutos a horas

Ex. Queima do papel

Lenta: Anos ou séculos

Ex. Formação do petróleo

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Fatores que influenciam a Velocidade das Reações

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Fatores que influenciam a Velocidade das Reações

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Temperatura: O aumento da temperatura geralmente acelera as reações, pois aumenta a energia cinética média das moléculas, resultando em mais colisões efetivas.

Concentração de Reagentes: Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a probabilidade de colisões entre as moléculas, o que aumenta a velocidade da reação.

Superfície de Contato: Reagentes com maior área de contato reagem mais rapidamente, pois mais moléculas estão disponíveis para colidir e reagir.

Catalisadores: Catalisadores são substâncias que aumentam a velocidade da reação sem serem consumidos no processo. Eles atuam diminuindo a energia de ativação necessária para a reação ocorrer.

Pressão (em gases): O aumento da pressão tende a aumentar a velocidade da reação, pois reduz o volume disponível para as moléculas gasosas, levando a mais colisões e, consequentemente, reações mais rápidas.

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A Teoria das Colisões, na cinética química, postula que para que uma reação química ocorra, as moléculas dos reagentes precisam colidir entre si. No entanto, nem toda colisão leva a uma reação; para que uma colisão seja efetiva, as moléculas devem colidir com energia suficiente (energia de ativação) e na orientação adequada.

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A energia de ativação, na cinética química, é a energia mínima necessária para que uma reação química ocorra. É a "barreira" energética que os reagentes devem superar para formar os produtos. Essa energia é requerida para que os reagentes atinjam um estado intermediário instável chamado complexo ativado, onde as ligações são quebradas e reformadas para formar os produtos.

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Em cinética química, gráficos são ferramentas essenciais para visualizar e analisar a velocidade das reações. Eles mostram como a concentração de reagentes e produtos muda ao longo do tempo, permitindo determinar a velocidade média e instantânea de uma reação, além de observar o efeito de diversos fatores sobre essa velocidade.

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Aplicações da Cinética Química no cotidiano

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Aplicações da Cinética Química no cotidiano

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A cinética química, que estuda a velocidade das reações, está presente em diversas situações do cotidiano. Por exemplo, a conservação de alimentos na geladeira para retardar a decomposição, o uso de panelas de pressão para acelerar o cozimento e a corrosão de metais são exemplos de aplicações da cinética química.

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Importância da Cinética na indústria e na Natureza

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Importância da Cinética na indústria e na Natureza

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A cinética química, que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam, tem importância crucial tanto na indústria quanto na natureza. Na indústria, a cinética permite otimizar processos produtivos, aumentar a eficiência e desenvolver novos produtos, como medicamentos e materiais. Na natureza, a cinética é fundamental para entender fenômenos como a decomposição de materiais, a formação de rochas e a atuação de sistemas biológicos.

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Reações químicas podem variar muito em velocidade, algumas acontecendo quase instantaneamente e outras levando anos ou séculos. As reações rápidas, como explosões ou a mistura de bicarbonato de sódio com vinagre, ocorrem em frações de segundo. Já reações lentas, como a formação de ferrugem ou a decomposição de rochas, podem levar muito mais tempo.

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https://brasilescola.uol.com.br/quimica/cinetica-quimica.htm

https://www.todamateria.com.br/cinetica-quimica/

https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/cinetica-quimica-.htm