Explique o que vem a ser essa aparente fervura

Catálise homogénea Se o catalisador e os reagentes estão na mesma fase (com o mesmo estado de agregação) o processo recebe o nome de catálise homogénea; Exemplos: Até mais pedaços MÓDULO 4 29 a) 2H2O 2(aq) 2H2O(l) + O2(aq) Catalisador e reagentes na mesma fase (aquosa) b) 2N2O(aq) N2(g) + O2(g) Catalisador e reagentes na mesma fase (gasosa) Catálise heterogénea O catalisador e os reagentes constituem mais de uma fase, formando um sistema heterogéneo. Exemplo: a) 2 H2O2(aq) 2H2O(l) + O2(g) Catalisador na fase sólida e reagente na fase gasosa. b) 2H 2(g) + O 2(g) 2H2O(g) Catalisador na fase sólida e reagente na fase gasosa. Como actua um catalisador? O mecanismo de acção dos catalisadores é bastante complexo. Mas os químicos são unânimes em aceitar que catalisador faz com que a reacção decorra num caminho com menor energia de activação. Por isso, diminui o tempo de ocorrência da reacção (aumenta a velocidade da reacção). O catalisador actua como intermediário ou como a superfície onde as partículas podem se encontrar facilmente, facilitando a quebra das ligações nas moléculas dos reagentes, e facilitando a ligação dos átomos resultando da quebra das ligações das moléculas dos reagentes, para formar os produtos. É como se ele aumentasse a superfície de contacto. Os catalisadores podem ser positivos e negativos. Um catalisador positivo é aquele que aumenta a velocidade da reacção e diminue a energia de activação (Ea). Consideremos a reacção: A2(g) + 3B2(g) 2AB3 ∆H < 0 Podemos representar graficamente a acção de catalisador sobre o sistema referido: ∆H = Hf – Hi , se ∆H > 0 ; Hi > Hf I-(aq) Cat Cl 2(g) MnO2(s) Pt(s) Factores que afectam a velocidade de uma reacção química 30 Reacção Exotérmica Reacção Endotérmica H HCAscat HAscat HCAccat HAccat ∆HReag ∆∆∆∆RH<0 ∆HProd H HCAscat HCAccat ∆HProd ∆∆∆∆RH>0 ∆HReag DECURSO DA REACÇÃO (T ) DECURSO DA REACÇÃO (T ) REAGENTES PRODUTOS PRODUTOS REAGENTES CASCAT CASCAT HASCAT H C A -H P R O D S C A T H C A -H P R O D -S C A T CACCAT H C A -H P R O D C C A T H C A -H P R O D -C C A T CACCAT HASCAT Caro estudante, se o catalisador diminui a velocidade da reacção, aumenta a Ea. A acção de um catalisador negativo pode ser representada de forma gráfica da seguinte maneira: Para o sistema: A + B C + D Se o catalisador inibe (faz com que não ocorra, que evita que a reacção ocorra, que bloqueia a reacção) diz-se inibidor ou catalisador veneno, etc. Bem, estimado estudante, depois do estudo detalhado dos factores que afectam a velocidade da reacção química, agora veja o resumo da lição. M MÓDULO 4 31 Resumo da lição Resumo Nesta lição você aprendeu que: Os factores que afectam a velocidade da reacção são: • Natureza dos reagentes: quando um reagente se encontra no estado sólido as colisões ocorrem na sua superfície. Então, quanto maior for a superfície de contacto, maior o número de colisões e logo maior velocidade da reacção. • Concentração dos reagentes: quanto maior a concentração dos reagentes maior o número de colisões efectivas. Logo, maior a velocidade da reacção. • Temperatura: quanto maior for a temperatura, maior será a energia das moléculas. Logo, maior a velocidade da reacção. • Pressão: quanto maior for a pressão sobre os reagentes gasosos, maior será o número de colisões. Logo, maior a velocidade da reacção. • Catalisadores: são substâncias que quando misturadas com os reagentes, possuem a propriedade de aumentar a velocidade de reacção, sem sofrerem modificações químicas. • Catálise é processo pelo qual um catalisador actua numa reacção. • Catálise homogénea é aquela em que o catalisador e os reagentes estão numa mesma fase, formando um sistema homogéneo. • Catálise heterogénea é aquela em que o catalisador e os reagentes estão em fases diferentes, formando um sistema heterogéneo. Agora, vamos realizar as actividades que se seguem para que possa compreender como usar o conhecimento que acaba de adquirir. Factores que afectam a velocidade de uma reacção química 32 Actividades Actividades 1. Utilizando conhecimentos do efeito da concentração sobre a velocidade de uma reacção química, explique porque os incêndios nas matas se propagam com maior rapidez.. Óptimo é essa a explicação: Um incêndio envolve a reacção química de combustão (queima), na qual o gás oxigénio (O2) é um reagente. A ventania substitui o ar no local da queima (que tem menos oxigénio, porque ele é consumido) por ar novo, contendo maior concentração de oxigénio. Isso aumenta a velocidade da combustão e o incêndio propaga- se mais depressa. Aquilo que chamamos de queimadas descontroladas! 2. Quando se abana carvão em brasa, que está na churrasqueira, ele se torna mais incandescente. Porquê? Bem, a resposta é muito simples: Ao abanar carvão removemos o ar de dentro das churrasqueira (que tem muito dióxido de carbono e pouco oxigénio) e em seu lugar penetra “ar novo”. Assim, aumentamos a concentração de oxigénio no local da combustão, tornando a reacção mais rápida. 3. O ferro na presença de oxigénio do ar e humidade, sofre um processo de corrosão, formando ferrugem. Explique porquê a palha de aço enferruja-se mais depressa do que o prego de ferro. Recorrendo aos conhecimentos das classes anteriores, você explicou assim: A palha de aço, devido ao seu formato apresenta maior superfície de contacto para possibilitar a reacção e portanto se enferrujará mais rápido do que o prego, porque neste, a reacção de corrosão ocorre na superfície de contacto entre o ferro e o oxigénio do ar. 4. Numa das etapas da produção do ácido sulfúrico ocorre a reacção equacionada a seguir: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) Ela é realizada actualmente utilizando platina sólida como catalisador (método de contacto) Responda: a) Explique a importância do uso do catalisador. b) Trata-se de uma catálise homogénea ou heterogénea? Esperamos que nesta questão você terá dado as seguintes respostas: a) O catalisador aumenta a velocidade da reacção, pois ele actua criando um novo mecanismo para a reacção, com menor energia de activação. MÓDULO 4 33 b) Catálise heterogénea, pois o catalisador está em uma fase e os reagentes em outra. Avaliação Avaliação Agora resolva no seu caderno os exercícios que lhe propomos para que possa avaliar o seu progresso. 1. Dos factores abaixo mencionados: (1) Concentração dos reagentes (2) Cor dos reagentes (3) Temperatura dos reagentes (4) Presença de catalisador Os que afectam a velocidade de reacção são: a. ( ) 1 e 2 b. ( ) 1 e 3 somente c. ( ) 1 e 4 somente d. ( ) 1, 3 e 4 2. Considere as afirmações: I. Numa panela comum a água ferve a cerca de 100ºc e numa panela de pressão, acerca de 110ºc. II. O cozimento dos alimentos envolve uma série de reacções químicas. Com base nelas, explique porque os alimentos cozem mais rápido nas panelas de pressão. 3. Ao ser colocada sobre um fermento recente, a água oxigenada entra em contacto com uma substância x presente no interior das células. Essa substância x acelera a seguinte reacção química: 2H2O2 2H2O + O2 4. Nesse instante, a água oxigenada parece ferver. a) Explique o que vem a ser essa aparente fervura. b) Qual o papel desempenhado pela substância x?