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As reações explicadas pela cinética química [Química no Enem]

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As reações explicadas pela cinética química [Química no Enem]

Por EAD CESMAC em Oct 31, 2022 12:00:00 AM | 7 min de leitura

Está se preparando para a prova de Ciências da Natureza do Enem? Não esqueça de incluir no seu roteiro de estudos a cinética química, um dos assuntos que mais aparecem no exame!

Responsável pelo estudo da velocidade das reações químicas — e dos fatores que influenciam nessa característica — a cinética química possui alguns conceitos importantes, que devem ser aprendidos pelo participante.

E claro: esse assunto também possui algumas fórmulas, que provavelmente serão cobradas em sua prova. Então, continue conosco nesse resumo e esteja bem preparado para arrasar em cinética química no Enem!

Aqui você vai ver
O que estuda a cinética química
Fórmulas da cinética química
Fatores que influenciam na velocidade das reações químicas

Exercícios de cinética química

Descubra os segredos para tirar nota 1000 no ENEM!

O que estuda a cinética química

A cinética química é a área voltada ao estudo da velocidade das reações químicas, assim como os fatores responsáveis por alterá-la.

Ou seja, é o ramo trabalha a rapidez em que substâncias reagem entre si, originando diferentes compostos.

Esse estudo é bastante importante para a indústria, mas também pode ser visualizado em nosso cotidiano.

>>> Leia mais: Termoquímica: resumo para se dar bem no Enem

Fórmulas da cinética química

A velocidade média é um dos conceitos mais importantes da cinética química, que está relacionada com a variação da quantidade de um reagente ou produto em um determinado espaço de tempo.

Para encontrar essa velocidade média, você pode utilizar essas três fórmulas:

 Vm =Δconcentração/Δtempo
ou
Vm =Δmassa/Δtempo
ou
Vm=Δnúmerodemols/Δtempo

A escolha da fórmula dependerá de quais dados a questão vai oferecer, por isso, é importante lembrar de todas essas possibilidades.

Ademais, outra fórmula importante para a cinética química é a Lei da Velocidade das Reações Químicas, que se baseia no seguinte enunciado:

“A velocidade de uma reação química, em uma determinada temperatura, é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, em mols por litro, elevadas a determinados expoentes obtidos experimentalmente."

Com isso, temos essa fórmula:

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

Nesse caso:

  • v é a velocidade da reação;
  • k é a constante cinética que depende da temperatura;
  • a e b são expoentes determinados experimentalmente;
  • [A] e [B] são as concentrações em mol/litro dos reagentes A e B.

>>> Leia mais: Eletroquímica: resumo para se dar bem no Enem

Cinética química - química passando líquido azul para tubo de ensaio

Fatores que influenciam na velocidade das reações químicas

Descubra abaixo todos os fatores que interferem, de algum modo, na velocidade das reações químicas:

Energia de ativação

Energia de ativação é a energia mínima para que uma reação química possa ocorrer. Ou seja, é um dos fatores determinantes para a ocorrência de uma reação, juntamente com o contato e a colisão favorável entre as moléculas dos reagentes.

Esse fator interfere na velocidade das reações químicas, pois quanto maior for a energia de ativação de uma molécula, mais lento será o processo.

Concentração de reagentes

De modo geral, quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a velocidade da reação.

Isso acontece porque o alto número de reagentes permite com que haja mais moléculas confinadas em um mesmo espaço, aumentando o número de colisões.

Superfície de contato

A superfície de contato é a área disponível para a interação com as outras moléculas dos reagentes.

Quanto maior for essa superfície, maior será a velocidade da reação, dado o aumento da probabilidade de ocorrerem as reações efetivas.

Para entender melhor esse conceito, pegue duas pastilhas de vitamina C.

Em um copo, coloque uma pastilha inteira e, no outro, uma pastilha quebrada. Você vai perceber que a inteira demora bem mais tempo para se dissolver, pois sua superfície de contato é menor.

Pressão

O aumento da pressão — apenas para reações em fase gasosa — diminui o espaço disponível entre as moléculas, aumentando a quantidade de colisões.

Como consequência, há também um aumento da velocidade da reação.

Em temperatura constante, o aumento da pressão é diretamente proporcional ao aumento da velocidade das transformações químicas.

Ademais, a pressão é um fator que influencia apenas a velocidade de reações com substâncias gasosas, pois nos demais estados sua variação é desprezível.

Temperatura

Quanto maior for a temperatura de uma reação, maior também será a energia cinética média das moléculas de reagentes.

Assim, uma maior quantidade de partículas se chocam no sistema e, como consequência, há um maior número de colisões efetivas e uma maior velocidade.

Vamos a outro exemplo prático: os alimentos cozinham bem mais rápido na panela de pressão, pois a água consegue atingir uma temperatura maior nesse tipo de recipiente.

Em sentido contrário, os alimentos guardados no congelador conseguem durar mais tempo, pois a redução da temperatura também diminui seu ritmo de decomposição.

Catalisadores

Os catalisadores são substâncias responsáveis por alterar o mecanismo da reação, mas sem sofrer nenhum tipo de alteração permanente. Em outras palavras, os catalisadores aumentam a velocidade da reação, sem serem consumidos.

Isso acontece porque essas substâncias oferecem caminhos diferentes para as transformações acontecerem, com menor energia de ativação e, consequentemente, mais rápidos.

Como não são consumidos, os catalisadores não aumentam o rendimento da reação. Assim, é possível obter a mesma quantidade de produto, porém em um período menor.

Além disso, os catalisadores são bastante utilizados em processos difíceis, mas que necessitam ser executados, principalmente no setor industrial.

>>> Leia mais: Como ler a tabela periódica [Química no Enem]

Exercícios de cinética química

Para garantir que você vai conseguir responder às questões de cinética química no Enem, é preciso praticar! Sem falar que esse é o momento ideal para identificar possíveis dúvidas antes da prova.

Por isso, separamos abaixo alguns exercícios sobre esse assunto:

Exercício 1

[ENEM, 2021] Os pesticidas organoclorados foram amplamente empregados na agricultura, contudo, em razão das suas elevadas toxicidades e persistências no meio ambiente, eles foram banidos. Considere a aplicação de 500 g de um pesticida organoclorado em uma cultura e que, em certas condições, o tempo de meia-vida do pesticida no solo seja de 5 anos.

A massa do pesticida no decorrer de 35 anos será mais próxima de

  1. 3,9 g.

  2. 31,2 g.

  3. 62,5 g.

  4. 125,0 g

  5. 250,0 g.

Gabarito: A

👩‍🏫 A massa inicial do pesticida é de 500 g. Com o passar de um tempo de meia vida, a massa caia à metade. Como o tempo de meia vida é de 5 anos e o tempo que o problema quer que se passe é de 35 anos. Sendo assim, precisamos dividir 35 por 5 para saber quantos tempos de meia vida vão passar.

35/5 = 7

500 g → 250 g → 125 g → 62,5 g → 31,25 g → 15,625 g → 7,8125 g → 3,906 g

Sendo assim, a massa após 35 anos é de aproximadamente 3,9 g.

Exercício 2

[ENEM, 2020] A nanotecnologia pode ser caracterizada quando os compostos estão na ordem de milionésimos de milímetros, como na utilização de nanomateriais catalíticos nos processos industriais. O uso desses materiais aumenta a eficiência da produção, consome menos energia e gera menores quantidades de resíduos. O sucesso dessa aplicação tecnológica muitas vezes está relacionado ao aumento da velocidade da reação química envolvida.

O êxito da aplicação dessa tecnologia é por causa da realização de reações químicas que ocorrem em condições de

  1. alta pressão.
  2. alta temperatura.
  3. excesso de reagentes.
  4. maior superfície de contato.
  5. elevada energia de ativação.

Gabarito: D

👩‍🏫 Com o fato de ser utilizado uma partícula em escala nanométrica (partícula pequena), a área de contato irá aumentar e, assim, a velocidade aumentará.

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A cinética química é um assunto importante, que além de ser bastante cobrado no Enem, também possui várias aplicações práticas.

E agora que você aprendeu as principais teorias sobre o tema, assim como suas fórmulas, está na hora de colocar em prática todo esse conhecimento!

Não limite seus estudos às questões apresentadas acima. Na verdade, procure por outros exercícios de cinética química, principalmente de antigas provas do Enem.

Lembre-se: quanto mais você treinar, mais fixado estará o conteúdo em sua mente.

Boa sorte!

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