5 FATORES QUE AFETAM A TAXA DE REAÇÃO - QUÍMICA - 2024

A velocidade de uma reação química é a velocidade com que ocorre a transformação de substâncias chamadas reagentes em outras substâncias chamadas produtos. Os fatores que afetam a velocidade podem ser vários; natureza dos reagentes, tamanho das partículas, estado físico das substâncias…

Os reagentes podem ser átomos ou moléculas que colidem ou colidem uns com os outros causando uma quebra das ligações entre eles. Após a ruptura, novos vínculos são criados e produtos são formados.

Se pelo menos um dos reagentes for totalmente consumido na reação, formando totalmente o produto, a reação é considerada completa e executada em apenas uma direção.

Em alguns casos, os produtos formados colidem novamente e quebram suas ligações para se reorganizar e se tornar os reagentes novamente. Isso é chamado de reação reversa.

Ambas as reações ocorrem em velocidades diferentes, porém quando a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação reversa, um equilíbrio cinético é estabelecido, o que significa que a reação está em equilíbrio.

Fatores que afetam a taxa de uma reação

Toda reação química está sujeita a uma série de fatores, que fazem com que sua velocidade passe rápida ou lentamente. Encontramos reações que acontecem em segundos, como explosões, e outras que demoram um pouco mais, como a oxidação de uma barra de ferro colocada a céu aberto.

Esses fatores que afetam a taxa de uma reação química são:

Tamanho de partícula da substância

Também é conhecido como superfície de contato. Se as substâncias possuem uma grande superfície de contato, ou seja, são muito compactas, a reação é mais lenta do que quando a superfície de contato é pequena.

Um exemplo é a reação do Alka seltzer em comprimido e Alka seltzer em pó. Alka seltzer é uma mistura de ácido acetilsalicílico com bicarbonato de sódio, fosfato de cálcio e ácido cítrico.

Se as substâncias são espécies atômicas, elas também apresentam uma variação em sua reatividade devido ao tamanho do átomo e ao número de elétrons em seu último nível.

Por conta disso, o sódio (Na) reage com a água de forma violenta em relação ao cálcio (Ca). Da mesma forma, o ferro (Fe) é facilmente oxidado pela ação do vapor d'água presente no ar ambiente, comparado ao chumbo (Pb) cuja reação é muito mais lenta.

As espécies iônicas têm uma reatividade muito alta (baixas taxas de reação), quando comparadas às suas espécies neutras. Assim, o Mg + 2 é mais reativo do que o Mg.

Estado físico das substâncias

O estado de agregação dos reagentes também influencia a taxa de reação. No estado sólido, as partículas (átomos) estão muito próximas umas das outras, então a mobilidade entre elas é muito pequena, com as colisões sendo muito lentas.

No estado líquido as partículas têm mais mobilidade, o que torna as reações mais rápidas em relação ao estado sólido.

No estado gasoso, a reação tem uma velocidade muito maior, graças à grande separação entre as partículas do reagente.

Para aumentar a velocidade de reação de uma substância, ela pode ser dissolvida em água, de forma que as moléculas se solubilizem e a mobilidade entre elas aumente.

Concentração de reagente

A concentração de uma substância se refere ao número de partículas (átomos, íons ou moléculas) que estão em um determinado volume.

Em uma reação química, se houver muitas partículas, o número de colisões entre elas será muito alto, então a velocidade da reação será alta.

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a taxa de reação de formação do produto.

Temperatura

Em um sistema composto por reagentes, todas as partículas que o compõem estão em movimento, seja vibrando, como nas substâncias sólidas, ou se movendo no caso de líquidos e gases.

Em ambos os casos, E vibracional e E cinético são observados respectivamente. Essas energias são diretamente proporcionais à temperatura em que o sistema está.

À medida que a temperatura do sistema aumenta, os movimentos moleculares das substâncias aumentam.

As colisões entre eles estão se tornando mais fortes, o suficiente para causar o rompimento e formação de vínculos, superando o obstáculo que constitui a energia de ativação Ea.

Conforme a temperatura do sistema aumenta, a reatividade aumenta e a velocidade da reação é menor, portanto mais rápida.

Catalisadores

Eles são substâncias químicas que influenciam uma reação química, aumentando a taxa de reação ou diminuindo-a. Sua principal característica é que ele não participa da reação química, o que significa que ao final da reação pode ser isolado do sistema.

Um exemplo é a hidrogenação de um composto orgânico insaturado com hidreto de alumínio e lítio como catalisador:

CH3 - CH = CH - CH3 + H2 CH3 - C2 - CH2 - CH3

Em uma equação química, o catalisador é colocado acima da seta que indica a direção da reação.

Em uma reação química pode acontecer que tanto o catalisador quanto os reagentes não estejam no mesmo estado físico, este tipo de sistema é conhecido como "heterogêneo".

Eles são chamados de catalisadores de contato. Os catalisadores "homogêneos" são aqueles que apresentam o mesmo estado físico dos reagentes e são chamados de transporte.

Referências

1. Levine, I. Physicochemistry. vol.2. McGraw-Hill 2004
2. Capparelli, Alberto Luis Físico-química básica. E-book.
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpidio, et.al (2016). Cinética de reações químicas. Recuperado: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Fatores que afetam a taxa de uma reação química. Recuperado: thinkingco.com.