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Programa Nacional Olimpíadas de Química
PROJETO AÇÕES CONSTRUTIVAS DO CONHECIMENTODE QUÍMICA NAS ESCOLAS PÚBLICAS DE ENSINO MÉDIO DE MANAUS/AM
Josimar Lima da Silva JuniorMonitor/Bolsista
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Em nosso dia a dia diversos fenômenos naturais (e artificiais) ocorrem sem que percebamos
Introdução
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Muitos deles acontecem emfrações de segundo
Enquanto outros levam muitosséculos para ser concluídos
Introdução
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Cientistas os estudam paracompreendê-los profundamente
É importante que nós , estudantes,tenhamos uma visão mais ampla
sobre alguns desses fenômenos
Introdução
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Que fenômenos são esses ?
Introdução
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Explosão de fogos de artifício t o p i c o s . e s t a d a o . c o m . b r
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Reação de alta velocidade
Introdução
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Oxidação
Fotossíntese
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Reações menos velozes
Introdução
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Que área da química estuda esses fenômenos?
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Introdução
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Estudo da velocidade
das reações químicas
Cinética
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Estudo do controle
das reações químicas
Cinética
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Por que estudar cinética?
É necessário saber em que velocidade as reações
ocorrem para podermos:
Aumentar a eficiência de processos industriais
Melhorar o desempenho de medicamentos
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Por que estudar cinética?
É necessário saber em que velocidade as reações
ocorrem para podermos:
Avaliar a capacidade destrutiva de explosivos
Determinar a idade de fósseis
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Por que estudar cinética?
É necessário saber em que velocidade as reações
ocorrem para podermos:
Estimar o tempo de formação de estrelas e galáxias
E o período de sua existênciaE muitas outras aplicações
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1) (UFV-MG) Assinale o fenômeno que apresenta
velocidade média maior.
a) A combustão de um palito de fósforob) A transformação de rochas em solos
c) A corrosão de um automóvel
d) O crescimento de um ser humano
e) A formação do petróleo a partir dos seres vivos
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Como estudar cinética?
De forma semelhante àquela aplicada na física
Calculamos a variação de algo (concentração) em relação ao tempo
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Velocidade da reação =
Variação do tempo
Variação da concentração
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Velocidade da reação =
D tempo
D concentração
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1) (COVEST – Adaptado) A decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente
fechado:
2NH3 N2 + 2 H3
A tabela abaixo indica a variação da concentração de reagente em função do tempo
Qual é a velocidade média do consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação?
a) 4,0
b) 2,0
c) 10,0
d) 1,0
e) 2,3
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Vm = D tempo
D concentração=
(8,0 – 4,0)mol/L
(2,0 – 0)h = 2,0 mol/L
Concentração de NH3 em mol/L 8,0 6,0 4,0 1,0
Tempo em horas 0 1,0 2,0 3,0
h
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É importante saber
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A velocidade das reações dependem de alguns fatores
• A idéia principal é entender a frequência de colisão entre as partículas (Teoria das Colisões)
• Quanto maior a frequência dessas colisões, mais rápida é a reação!!!
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Estado físico dos reagentes
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• Sólido: moléculas pouco agitadas
• Líquido: moléculas mais agitadas
• Gasoso: maior agitação que nolíquido
• Quanto mais rapidamente as
moléculas (de compostosdiferentes) se chocam maisrapidamente reagem
Exemplos do cotidiano
• Gás com líquido:refrigerantes
• Líquido com líquido: café comleite
• Líquido com sólido: chuvaácida corroendo a pintura deum carro
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Medicamentos no organismo humano
Remédio
Pílula Efervescente
Sólido Líquido
Qual deles fará efeitomais rápido?
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Você sabe por que?Medicamentos líquidos
são absorvidos maisrapidamente peloorganismo
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Isso ocorre porque sólidosprecisam ser quebradospelo estômago em partes
menores para poderchegar ao sangue
As moléculas doefervescente caem na
corrente sanguínea maisfacilmente que as dapílula
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Por isso, os medicamentoslíquidos agem mais
rapidamente no organismo
Como o líquido chega maisrápido ao sangue
É transportado maisdepressa ao seu local de
atuação
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Pergunta
Por isso, os remédioslíquidos atuam mais rápido
no organismo
Se os dois medicamentos são sólidos e um dos dois
está na forma triturada (dentro de uma cápsula)Qual dos dois fará efeito primeiro?
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Temperatura
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• Em nosso dia a dia nos deparamoscom várias substâncias, algumasem temperaturas muitodiferentes g i r
o e m p i a u . c o m . b r
e t i l i c o s . c o m
t o m b e m t o g o r d o
• Quanto maior atemperatura, maior oestado de agitação dasmoléculas
• Quanto mais agitadas, onúmero de colisõesentre elas aumenta
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Conservação dos alimentos
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r
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O que acontece para que oalimento seja conservado
por mais tempo ?
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Na geladeira, atemperatura é bem maisbaixa que a do ambiente
As temperaturas maisbaixas diminuem a atividade
das bactérias e fungos quese depositam nos alimentos,estragando-os
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Por isso o alimento leva
mais tempo paraestragar na geladeira
Isso diminui a ação demicro-organismos e oalimento leva mais tempopara estragar
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Pergunta
Por isso, os remédioslíquidos atuam mais rápido
no organismo
Em comunidades ribeirinhas (algumas sem acesso aenergia elétrica) costuma-se jogar uma quantidade
grande de sal em peixes e carnes
O que os ribeirinhos esperam disso?
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Concentração dos Reagentes
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portaldoprofessor.mec portaldoprofessor.mec
• Quando aumenta-se a
concentração de um reagente,a velocidade da reaçãotambém aumenta
Isso acontece porque aumenta a
frequência das colisões entre osátomos das substâncias
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Pergunta
Por isso, os remédioslíquidos atuam mais rápido
no organismo
Imagine que uma pessoa tenha sido atacada porum escorpião. O veneno desse escorpião causa
dores fortes e febre muito alta
O que aconteceria a essa pessoa se ela fosse
atacada por dois escorpiões? Por quê?
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Presença de catalisadores
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•
Catalisadores são moléculas que aceleram reações• Diminuem a energia de ativação (energia necessária
para que a reação inicie)
• Não são consumidos no processo
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É importante saber
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• Os átomos se ligam quandocolidem de maneira favorável
• Como as tomadas de nossascasas, que recebem apenas“plugs” achatados ou cilíndricos
• Ou ainda, a fechadura da porta,
que recebe a chave apenas com aparte cilíndrica voltada paracima
N o v a t o s n o m a c . n
e t
b l o g d o
t o n y . c o m . b r
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Colisão com Orientação desfavorável
H2 + Cl2 H2 + Cl2
Reação em fase gasosa
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H2 + Cl2 2HCl
Reação em fase gasosa
Colisão com orientação favorável
HCl HCl
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H2 + Cl2 H2 + Cl2
Reação em fase gasosa
Colisão com orientação favorável, mas comEnergia insuficiente
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H2 + Cl2 2HCl
Reação em fase gasosa
Complexo ativado
Colisão com orientação favorável eEnergia suficiente
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Mecanismos de reação
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• Muitas reações químicas acontecem em uma única etapa
• Tais reações são chamadas de Reações Elementares
A + B Novo CompostoEtapa 1:
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Mecanismos de reação
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• As demais acontecem após duas ou mais etapas
• São as Reações não Elementares
AB + C A + B + C
A + B + C Novo Composto
Etapa 1:
Etapa 2 :
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Mecanismos de reação
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• Em reações não elementares
•
A velocidade da reação é dada pela etapa mais lenta
AB + C A + B + C
A + B + C Novo Composto
Etapa 1:
Etapa 2 :
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Cinética Química
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Velocidade instantânea =
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aA + bB cC + dD
Velocidade Instantânea
Reações elementares:• x = a• y = b
Reações não elementares:• x e y : coeficientes da
etapa mais lentaConstanteConcentração de AConcentração de B
K . [A]x . [B]y
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Reação:Água e efervescente
Experimentos
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10 °C20 °C 20 °C 20 °C80 °C
Menor tempo = mais rápida temperatura a Velocidade
1) (PUC-RS - Adaptado) Responder à questão com base no esquema a
seguir
Pelo exame do esquema, pode-se afirmar que as reações que ocorrem emmenor tempo que a do frasco I são as dos frascos:
a) II e IIIb) II e IV
c) II e V
d) III e IV
e) III e V
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PROJETO AÇÕES CONSTRUTIVAS DO CONHECIMENTODE QUÍMICA NAS ESCOLAS PÚBLICAS DE ENSINO MÉDIO DE MANAUS/AM