O que acontece com a constante de velocidade de uma reação química quando a temperatura aumenta?
A constante de velocidade de uma reação química aumenta com a temperatura. Isso ocorre porque a temperatura fornece a energia de ativação necessária para que as moléculas dos reagentes atinjam o estado de transição e se convertam em produtos. À medida que a temperatura aumenta, a energia cinética média das moléculas dos reagentes aumenta, levando a uma maior probabilidade de colisões bem-sucedidas e à obtenção mais frequente da energia de ativação. Conseqüentemente, a taxa de reação aumenta e a constante de velocidade, que é uma medida da taxa de reação, também aumenta.
A relação entre a constante de taxa (k) e a temperatura (T) é frequentemente descrita pela equação de Arrhenius:
k =Ae^(-Ea/RT)
Onde:
- A é o fator pré-exponencial ou fator de frequência, que representa a frequência de colisões entre moléculas reagentes com orientação correta e energia suficiente.
- Ea é a energia de ativação da reação, que é a energia mínima necessária para que os reagentes atinjam o estado de transição.
- R é a constante do gás (8,314 J/mol*K)
-T é a temperatura absoluta em Kelvin
De acordo com a equação de Arrhenius, à medida que a temperatura (T) aumenta, o termo exponencial e^(-Ea/RT) diminui, levando a um aumento geral na constante de taxa (k). Portanto, temperaturas mais altas geralmente resultam em taxas de reação mais rápidas devido a colisões bem-sucedidas mais frequentes e a uma proporção maior de moléculas reagentes possuindo a energia de ativação necessária.