5 Fatores que afetam a velocidade de reação

A velocidade de uma reação química é a velocidade na qual a transformação de substâncias chamadas reagentes ocorre 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 nos elos entre eles. Após o intervalo, novos links são criados e os produtos são formados.

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

Em alguns casos, os produtos formados colidem novamente e quebram seus elos para se reorganizarem e se tornarem reagentes novamente. Isso é chamado reação reversa.

Ambas as reações ocorrem em velocidades diferentes, no entanto, 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 velocidade de uma reação

Toda reação química está sujeita a uma série de fatores, que fazem com que a velocidade do mesmo 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 exposta ao ar livre.

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

Tamanho das partículas das substâncias

Também é conhecido como superfície de contato. Se as substâncias tiverem 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 de Alka Seltzer em tablet 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 têm uma variação em sua reatividade devido ao tamanho do átomo e ao número de elétrons em seu último nível.

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

Espécies iônicas têm uma reatividade muito alta (baixas taxas de reação), quando comparadas com suas espécies neutras. Assim, o Mg + 2 é mais reativo 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, de modo que a mobilidade entre elas é muito pequena, sendo as colisões muito lentas.

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

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

Para aumentar a taxa de reação de uma substância, ela pode ser dissolvida em água, para que as moléculas sejam solubilizadas e a mobilidade entre elas aumente.

Concentração dos reagentes

A concentração de uma substância refere-se à quantidade 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 dos produtos.

Temperatura

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

Em ambos os casos, as cinéticas E e E vibracionais, respectivamente, são observadas. Essas energias são diretamente proporcionais à temperatura na qual o sistema está localizado.

Ao aumentar a temperatura do sistema, os movimentos moleculares das substâncias aumentam.

As colisões entre eles estão ficando mais fortes, o suficiente para que a quebra e a ligação ocorram, superando o obstáculo que constitui a energia de ativação Ea.

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

Catalisadores

São substâncias químicas que influenciam uma reação química, seja aumentando a velocidade de reação ou diminuindo-a. Sua principal característica é que não participa da reação química, o que significa que, ao final da reação, ela pode ser isolada do sistema.

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

CH3 - CH = CH - CH3 + H2CH3 - C2 - CH2 - CH3

Em uma equação química, o catalisador é colocado no topo 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, esse tipo de sistema é conhecido como "heterogêneo".

Estes são chamados catalisadores de contato. Os catalisadores "homogêneos" são aqueles que têm 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 Química Física Básica. E-Book
3. Fernández Sánchez Lilia, Corral López Elpídio, et al (2016) Cinética das reações químicas. Recuperado: zaloamati.azc.uam.mx.
4. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Fatores que afetam a taxa de uma reação química. Recuperado: thoughtco.com.