A cinética, ou taxas 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 prossegue, a taxa tende a diminuir porque a chance de uma colisão entre os reagentes se torna progressivamente menor. Os químicos, portanto, tendem a descrever as 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

aA + bB ---> cD + dD,

onde A e B representam reagentes, C e D representam produtos e a, b, c e d representam seus respectivos coeficientes na equação química balanceada. A equação da taxa para essa reação é então:

taxa \u003d (-1 ÷ a) d [A] ÷ dt \u003d (-1 ÷ b) d [B] ÷ dt \u003d (1 ÷ c) d [C ] ÷ dt \u003d (1 [d) 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.

1. Equação de balanço
   
   

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

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

   As reações “equilibradas” contêm 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.
   

2. Construa a equação da taxa
   
   

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

   rate \u003d - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt \u003d (1 ÷ 2) d [H2O] ÷ dt \u003d (1 ÷ 1) d [O2] ÷ dt.
   

3. Substituir dados
   
   

   Substitua os dados de concentração e tempo na equação da etapa 2 com base nas informações disponíveis no problema ou obtidas durante um experimento. Por exemplo, para a reação descrita acima, assuma que os seguintes dados foram obtidos:
   

   tempo (s), [H2O2] (M) 0, 0,250 10, 0,226
   

   Esses dados indicam que após 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 \u003d - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt \u003d - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 \u003d 0,0012 M /s.
   

   Este valor representa a taxa inicial da reação.