A cinética, ou taxa de reações químicas, representa um dos tópicos mais complexos enfrentados por estudantes de química do ensino médio e superior. A taxa de uma reação química descreve como as concentrações de produtos e reagentes mudam com o tempo. À medida que a reação avança, a taxa tende a diminuir porque a chance de uma colisão entre os reagentes se torna progressivamente mais baixa. Químicos, portanto, tendem a descrever reações pela sua taxa "inicial", que se refere à taxa de reação durante os primeiros segundos ou minutos.

Em geral, os químicos representam reações químicas na forma de

aA + bB --- > cD + dD,
p onde A e B representam reagentes, C e D representam produtos, e a, b, ced representam seus respectivos coeficientes na equação química balanceada. A equação da taxa para esta reação é então

taxa = (-1 ÷ a) d [A] ÷ dt = (-1 ÷ b) d [B] ÷ dt = (1 ÷ c) d [C ] Dt = (1d) d [D] dt,

onde colchetes denotam a concentração do reagente ou produto; a, b, c e d representam os coeficientes das equações químicas balanceadas; e t representa o tempo.

Equação do Equilíbrio

Escreva uma equação química balanceada para a reação sob investigação. Como um exemplo, considere a reação do peróxido de hidrogênio, H2O2, decompondo a água, H2O e oxigênio, O2:

H2O2 (2) --- > H2O (2) + O2.

Uma reação “balanceada” contém o mesmo número de cada tipo de átomo nos lados esquerdo e direito da seta. Nesse caso, os dois lados contêm quatro átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio.

Equação de taxa de construção

Construa a equação de taxa com base na equação fornecida na Introdução. Continuando o exemplo da etapa 1:

taxa = - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt = (1 ÷ 2) d [H2O] ÷ dt = (1 ÷ 1) d [O2] ÷ dt.

Dados Substitutos

Substitua os dados de concentração e tempo na equação da etapa 2 com base nas informações disponíveis no problema ou obtidas durante uma experiência. Por exemplo, para a reacção descrita acima, foi obtido assumir os seguintes dados:

vez (es), [H2O2] (M) 0, 10 0,250, 0,226

Estes dados indicam que, depois 10 segundos, a concentração de peróxido de hidrogênio diminuiu de 0,250 moles por litro para 0,226 moles por litro. A equação da taxa torna-se então

taxa = - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M /s.

Este valor representa a taxa inicial da reação.