A cinética química é conhecida por ser o ramo da química que faz o estudo das reações químicas, assim como os fatores influenciadores. Tudo isso depende da rapidez, velocidade e outros elementos da reação química, que influenciam na quantidade de reagentes ou outros produtos.
Em suma, é a parte química que estuda a velocidade da reação e como alguns fatores a influenciam. Uma reação química é o conjunto de fenômenos em que duas ou mais substâncias reagem entre si, gerando novos componentes. Entenda melhor, abaixo.
Cinética química: como funciona?
A equação química que representa essa cinética, começa onde os reagentes aparecem no primeiro membro e os produtos estão no segundo membro, veja:
A + B C + D
Reagentes Produtos
Reações química: tipos
As reações química são classificadas em:
Rápidas
Caso de reação de neutralização:
HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l)
Ou a reação de precipitação:
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCl (s)
Lentas
No caso de uma fermentação – de açúcar ou de álcool -, uma transformação química é gerada por meio de uma levedura, conhecida também como processo enzimático.
Essas reações podem acontecer por um sistema homogêneo ou heterogêneo. Em vários dos casos, as reações homogêneas são mais rápidas, isso acontece pelo melhor estado do contato entre determinados reagentes.
No caso das interações entre reações químicas, elas podem acontecer em:
Íons
Formam-se rapidamente, isso porque, quando íons possuem cargas opostas, aproximam-se e acabam reagindo entre si – não há nenhuma regra preferencial. Tudo isso ocorre devido os íons gerarem um novo campo elétrico ao redor, de forma uniforme, em qualquer direção.
Moléculas ou grupos covalentes
Para essa interação, é preciso acontecer:
- Rompimento da ligação covalente;
- Formação de novas ligações covalentes.
Desse modo, as partículas devem se colidir com a energia necessária, além de algumas regras.
O que afeta a velocidade da reação química?
- Natureza química dos reagentes: a velocidade da reação química irá depender das características dos reagentes, gerando, assim, uma grande faixa de velocidade. Cada reação química é descrita por uma constante cinética (k), variando com a temperatura;
- Superfície de contato: seja em uma solução ou durante a fase gasosa, essas partículas reagentes são capazes de se misturarem por completo e colidirem de modo fácil, gerando uma reação homogênea. Porém, em reações heterogêneas, esses reagentes só possuem contato em sua interface, a velocidade varia de acordo com a área de contato entre as fases;
- Concentração dos reagentes: a velocidade das reações, seja ela homogênea ou heterogênea, costuma ser afetada pela concentração dos reagentes. Em sua maioria, essa velocidade aumenta conforme a concentração dos reagentes aumenta, ou a pressão, quando são gasosos.
Por exemplo, a madeira costuma queimar mais rápido quando em contato com o ar, porém há estimativas de que, se o ar fosse composto por 30% de oxigênio, seria impossível apagar o incêndio gerado em uma floresta.
- Temperatura: a velocidade das reações aumenta conforme a temperatura aumenta. No caso, é mais rápido cozinhar um ovo no nível do mar do que no alto da montanha, isso porque a água ferve em uma temperatura bem menor do que a comum;
- Pressão: acontece apenas em um sistema gasoso. O aumento dessa pressão gera menos volume ocupado, aumentando o número entre choques dos reagentes e elevando, assim, a velocidade;
- Agentes externos: substâncias que diminuem a velocidade entre as reações químicas, sem serem utilizadas no processo global, ficando inalteradas depois da reação.
Os catalisadores são os responsáveis por aumentar a velocidade entre as reações químicas, já os inibidores diminuem a velocidade entre as reações. Existem outras reações que acontecem de forma natural na natureza, como é o caso da corrosão em metais, em que apenas alguns inibidores podem diminuir sua ação.
Velocidade média: como funciona?
É preciso aprender, ainda, sobre a velocidade média entre uma reação
(Vm). Na física, essa afirmativa é calculada pela seguinte expressão:
- Vm = Δconcentração, em que Δ é tempo.
Ou
- Vm = Δmassa, em que Δ é igual a tempo.
Ou
- Vm = Δnúmero de mols, em que Δ é igual a tempo.
A velocidade pode ser calculada por meio da Δconcentração dos reagentes ou pelos produtos de Δtempo. A velocidade da reação depende diretamente da:
- Quantidade de choques entre moléculas reagentes;
- Energia com que essas moléculas colidem entre si.
