Fala Gás Nobre, sabia que diferentes reações químicas reagem com diferentes velocidades de reação? E que estas velocidades são denominadas Taxas de Reação e existem diferentes equações para calculá-las, chamadas de Leis de Velocidade?
A velocidade de uma reação varia de uma para outra, podendo ser muito rápidas, consideradas instantâneas, como por exemplo, a detonação de um explosivo, lentas, como a formação de ferrugem em peças de ferro, ou ainda muito lenta, como a formação do petróleo, que leva milhões de anos.
Saber a velocidade de uma determinada reação e como alterá-la, tornando-a mais rápida ou mais lenta, é algo muito importante para basicamente todas indústrias químicas, sejam elas de alimentos, bebidas, farmacêuticas, combustíveis, etc…
Sabendo a velocidade da reação podem-se determinar prazos de validades de alimentos e medicamentos, o tempo de decomposição de resíduos, tempo de permanência de pesticidas, tempo de secagem de colas e moldes odontológicos e ortopédicos, além de estudar a combustão de diferentes tipos de combustíveis, entre outros.
Mas o que é e como determinamos a Taxa de Reação?
A Taxa de Reação é a taxa de consumo de reagentes, isto é, a rapidez com a qual um reagente é consumido em uma reação, quanto maior a rapidez do consumo de reagente, maior será a velocidade da reação.
De maneira alternativa, também se pode determinar a velocidade ou taxa de reação a partir da rapidez com a qual os produtos da reação são formados.
A taxa de reação pode ser determinada pela razão entre a variação da concentração do reagente pela variação do tempo, como demonstrado abaixo:
Por convenção, velocidades de reação, taxas de consumo de reagente ou taxas de produção de produtos são sempre reportadas como números positivos, por isso adiciona-se um sinal negativo no cálculo das taxas de consumo de reagentes.
A taxa de reação é afetada pela estequiometria da reação química, por exemplo, vamos considerar a equação genérica a seguir:
As taxas de consumo dos reagentes e de produção dos produtos seriam representadas da seguinte forma (figura abaixo), sendo divididas pelo coeficiente estequiométrico da reação.
E como determinamos a velocidade de uma reação?
Os químicos Cato Guldberg e Peter Waage formularem a lei da velocidade, em 1864, na qual propõe que a velocidade de uma reação é determinada único e exclusivamente pelos reagentes dessa reação.
Cada reação química possui uma lei de velocidade particular que só pode ser determinada apenas de maneira experimental.
Para a mesma reação aA + bB > cC + dD , a lei da velocidade é representada pela expressão matemática genérica abaixo:
Sendo k a constante de velocidade, característica de cada reação, [A] e [B] a concentração dos reagentes genéricos A e B, e α e β a ordem de reação para cada reagente.
Atenção! É importante que não se confunda os coeficientes estequiométricos com as ordens de reação mostradas na lei de velocidade pelos expoentes α e β.
Mas o que é ordem de reação?
A ordem de reação de um reagente é o quanto a variação de sua concentração afeta na velocidade da reação, por exemplo, se a variação da concentração de um reagente não afeta na velocidade da reação, a ordem de reação deste reagente será zero, pois o mesmo não afeta na velocidade da reação, independentemente de sua concentração.
No entanto, um reagente que ao ter sua concentração dobrada dobra-se a velocidade da reação, tem ordem de reação igual a um (1), pois o aumento da sua concentração afeta de maneira igual à velocidade de reação. Agora, se dobrarmos a concentração de um reagente e a velocidade da reação quadruplicar, significa que sua ordem de reação é igual a dois (2) e assim por diante, de forma exponencial, como mostra o quadro abaixo:
E por fim, temos a ordem global de reação, que é a soma dos expoentes da ordem de reação de cada reagente, como se pode observar abaixo:
Este texto te ajudou a compreender as Taxas de Reação e Leis de Velocidade? E agora você quer saber como uma reação química acontece e quais fatores são necessários para que ela ocorra? Leia mais em: Teoria das Colisões – Você já ouviu falar?
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Velocidade Média das Reações
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