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Cinética química: guia de estudo

Ideias principais

A cinética trata da rapidez das reações. A lei de velocidade relaciona a velocidade às concentrações por meio de uma constante k, e a ordem da reação decide como a concentração muda com o tempo.

  • A lei de velocidade é v = k[A]ⁿ, em que a ordem n deve ser encontrada experimentalmente, não pelos coeficientes.
  • Numa reação de primeira ordem ln[A] diminui linearmente com o tempo e a meia-vida t½ = 0,693 ÷ k não depende da concentração inicial.
  • Em ordem zero [A] diminui linearmente, e em segunda ordem é linear 1 ÷ [A]; suas meias-vidas dependem da concentração inicial.
  • A equação de Arrhenius k = A·e^(−Eₐ ÷ RT) diz que temperatura maior ou energia de ativação menor dá reação mais rápida.

Equações principais

  • rate = k[A]ⁿ
  • ln[A] = ln[A]₀ − kt (first order)
  • t½ = ln 2 ÷ k = 0.693 ÷ k
  • 1 ÷ [A] = 1 ÷ [A]₀ + kt (second order)
  • k = A·e^(−Eₐ ÷ RT)

Exemplo resolvido

Uma reação de primeira ordem tem k = 0,0231 min⁻¹. A meia-vida é 0,693 ÷ 0,0231 = 30 min. Após 90 min, três meias-vidas, resta (½)³ = 12,5 %. Conferência: e^(−0,0231 × 90) = e^(−2,08) = 0,125.

Erros comuns

  • Ler a ordem da reação pelos coeficientes da equação balanceada.
  • Usar a fórmula de meia-vida de primeira ordem para uma reação que não é de primeira ordem.
  • Esquecer de usar kelvin e de combinar as unidades de R e Eₐ na equação de Arrhenius.

Prática

Teste-se com perguntas de prática sobre este tema: Cinética química

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