As reações químicas estão por toda parte ao seu redor e dentro de você. Além das reações bioquímicas que permitem transformar as moléculas que você come e respira em energia utilizável, existem laboratórios industriais em cidades de todo o mundo que produzem produtos químicos, bem como produtos que dependem de produtos químicos para seus fabricar.
Um dos aspectos mais importantes de uma reação, além do produto ou produtos produzidos e com um suprimento adequado de reagentes, é a rapidez com que uma reação pode ocorrer. Isso pode ter um impacto na segurança, na qualidade do produto e em outros resultados. Um dos fatores que afetam as taxas de reação que podem ser alterados com facilidade na maioria dos casos no laboratório é temperatura. O efeito da temperatura na taxa de reação pode ter um impacto tremendo.
Pense por um momento sobre como a temperatura pode afetar as taxas de reação e continue lendo para obter mais informações sobre as várias coisas que podem acelerar ou desacelerar as reações químicas.
Quais fatores afetam as taxas de reação?
O efeito da temperatura na taxa de reação é apenas uma das coisas que podem afetar o modo como a reação ocorre, ou seja, a rapidez com que quaisquer reagentes presentes se transformam em produtos. É claro que muitos desses fatores estão ativos o tempo todo e podem ter influências concorrentes na taxa geral de uma determinada reação.
- Concentração do reagente: Quanto mais concentrada for a solução, mais rápida será a taxa. Para gases, aumentar a pressão indiretamente tem esse efeito ao elevar a concentração.
- Estado físico dos reagentes: Os pós que caem na solução reagem mais rápido do que os pedaços sólidos, como os comprimidos, porque expõem uma área de superfície maior para que as reações ocorram imediatamente.
- A presença, tipo e concentração de um catalisador ou inibidor: Um catalisador acelera uma reação, enquanto os inibidores os desaceleram.
- Luz: A luz de um determinado comprimento de onda pode acelerar algumas reações.
-
Temperatura: A maioria das reações acelera com o aumento da temperatura, e você está prestes a aprender por quê.
O efeito da temperatura na taxa de reação
Como regra geral, um aumento na temperatura de 10 ° C dobra a taxa de reação. Por que o aumento da temperatura pode alterar a taxa de uma reação química?
Se você está pensando que é porque as moléculas envolvidas estão se movendo mais rapidamente quando a temperatura está mais alta, você está no caminho certo. A temperatura é, na verdade, uma medida da energia cinética média das moléculas em movimento.
Moléculas em movimento tendem a permanecer em movimento até que encontrem uma força externa, e quando diferentes moléculas reagentes são misturadas, elas têm pouco para encontrar além umas das outras.
Quando a temperatura aumenta, a quantidade de colisões atômicas ou moleculares entre as moléculas aumenta. Mas a mudança na taxa de reação com a temperatura não é apenas uma função da temperatura; em vez disso, os aumentos de temperatura realmente afetam as constantes de velocidade (escritas k) das reações de uma maneira previsível.
O que é a teoria de colisão das taxas de reação?
Quando as moléculas colidem, elas podem fazer várias coisas. O mesmo se aplica a quaisquer dois objetos que se encontrem no mundo real. Se você dirigiu às cegas por um estacionamento, tentando colocar seu carro aleatoriamente em vagas de estacionamento sem olhar nas linhas no pavimento, você teria uma chance relativamente pequena de sucesso de alinhar o veículo devidamente. Mas se você fizesse isso mais rapidamente, você teria mais total sucessos mesmo se o seu erro avaliar permaneceu o mesmo.
É mais ou menos isso que acontece quando as moléculas reagentes colidem. Eles precisam colidir para ficarem próximos o suficiente para interagir, mas, embora essa condição seja necessária, não é suficiente. As moléculas também devem estar em uma orientação ideal no espaço para desencadear uma reação.
No final, o efeito da temperatura na taxa de reação é determinado através de seu efeito na constante de taxa k, que por sua vez depende do energia de ativação Euma da reação em questão. Temperaturas mais altas farão com que uma fração maior de moléculas atinja esta energia cinética mínima necessária para iniciar a reação.