Análise Gráfica da Velocidade das Reações

A Cinética Química é o estudo da velocidade, rapidez ou taxa de desenvolvimento de uma reação química e dos fatores que influenciam esse processo. Assim, nesse estudo é extremamente necessária a análise gráfica das reações, tanto do ponto de vista do consumo dos reagentes, quanto da formação dos produtos.

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Portanto, para que você possa prosseguir em seus estudos da Cinética Química, entenda como realizar esse estudo gráfico observando os exemplos a seguir:

Considere primeiramente uma reação genérica que se processa da forma mais simples possível, isto é, um único reagente (A) se transforma em um único produto (B). A reação dura 1 hora, ou 60 minutos, segundo o esquema abaixo:

Conforme se pode ver nesse exemplo, em geral, no início da reação, a quantidade de reagente é máxima, mas com o passar do tempo ele vai sendo consumido e sua concentração no sistema vai diminuindo até que acabe por completo. Isso pode ser expresso por meio de um gráfico que relaciona o tempo transcorrido e a concentração do reagente:

Gráfico que relaciona a velocidade de concentração do reagente com o tempo

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O processo inverso ocorre com o produto, que inicialmente tem uma concentração de zero, pois ainda não começou a ser formado. Mas quando o reagente começa a reagir, a concentração do produto passa a aumentar gradativamente com o decorrer do tempo, até que, no final da reação, torna-se máxima:

Gráfico que relaciona a velocidade de concentração do produto com o tempo

A concentração é representada por colchetes com a fórmula da substância dentro ([]) e normalmente a unidade é dada em mol/L. Além disso, o que se costuma fazer é colocar em um único gráfico todas as variações de concentração com o tempo:

Gráfico que relaciona a concentração do produto e do reagente, dando a velocidade da reação

Vejamos como isso se dá com uma reação em que há mais de um reagente, como a descrita abaixo:

1 H2(g) + 1 I2(g) → 1 HI(g)

Observe a tabela a seguir, que apresenta valores específicos das variações das concentrações dos reagentes e dos produtos com o passar do tempo:

Tabela que relaciona a variação da concentração dos reagentes e do produto com o tempo

Transpondo esses valores para um único gráfico que relaciona a variação da concentração em mol/L pelo tempo, teremos:

Gráfico da reação de concentração por tempo da reação do hidrogênio com o iodo

Se fizermos um gráfico de velocidade ou taxa de desenvolvimento da reação em função do tempo para uma reação genérica, veremos que o resultado será uma curva:

Gráfico da taxa de desenvolvimento de uma reação genérica pelo tempo

No exemplo citado, a concentração dos dois reagentes variou por igual. Mas agora vejamos um último exemplo, no qual temos apenas um reagente, o peróxido de hidrogênio em solução aquosa, que é a água oxigenada, decompondo-se para formar dois produtos, o gás oxigênio e a água:

2 H2O2(aq) → 2 H2O (l) + 1 O2(g)

Observe que nesse caso a proporção não é a mesma para todos, mas sim de 2:2:1. Por isso, teremos variações de concentrações diferentes. A seguir temos a tabela que relaciona alguns dados experimentais dessa variação:

Tabela da variação da concentração da decomposição da água oxigenada pelo tempo

Com base nos dados, teremos o seguinte gráfico para representar as variações das concentrações das três substâncias no decorrer do tempo:

Representação gráfica das variações das concentrações do reagente e dos produtos da reação de decomposição da água oxigenada

 

O estudo da velocidade das reações se baseia na análise gráfica
O estudo da velocidade das reações se baseia na análise gráfica
Publicado por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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