Por Michael Juiz
Atualizado em 24 de março de 2022

Na química, a velocidade com que uma reação ocorre é crítica – especialmente para processos industriais. Uma reação termodinamicamente favorável, mas lenta, como a conversão do diamante em grafite, pode ser praticamente inútil. Por outro lado, uma reação excessivamente rápida pode representar riscos à segurança. Compreender e controlar os fatores que influenciam as taxas de reação permite aos químicos projetar processos mais seguros e eficientes.

Temperatura

O aumento da temperatura geralmente acelera as reações. A razão subjacente é a barreira de energia de ativação que deve ser superada para que as moléculas reajam. Uma energia térmica mais elevada aumenta a energia cinética das moléculas, de modo que mais colisões atingem a energia de ativação crítica. Uma regra prática útil é que, para muitas reações, a taxa aproximadamente dobra para cada aumento de 10°C na temperatura (comportamento de Arrhenius).

Concentração e Pressão

Para reações na mesma fase – por exemplo, dois solutos em água – concentrações mais altas aumentam a probabilidade de colisões produtivas, acelerando assim a reação. A magnitude do efeito depende da ordem da reação em relação a cada reagente. Na fase gasosa, o aumento da pressão aumenta de forma semelhante a frequência de colisão, muitas vezes acelerando a reação em proporção ao aumento da pressão.

Efeitos médios (solvente)

O meio circundante pode alterar significativamente as taxas de reação. Solventes que estabilizam estados de transição carregados ou polares, como água ou solventes orgânicos altamente polares, podem diminuir a energia de ativação e acelerar reações envolvendo intermediários iônicos. Por outro lado, um solvente apolar pode retardar uma reação que requer um estado de transição polar.

Catalisadores

Os catalisadores diminuem a energia de ativação de uma reação, fornecendo um caminho alternativo. Isto pode envolver a adsorção de reagentes numa superfície catalítica, a formação de complexos intermediários ou o fornecimento de um ambiente organizado que favoreça o estado de transição. Como mais moléculas possuem a barreira energética mais baixa a uma determinada temperatura, a taxa global aumenta sem que o catalisador seja consumido.

Área superficial de reagentes sólidos

Quando um reagente é sólido, a área superficial exposta limita a reação à interface com a outra fase. Aumentar a área de superfície – ao transformar um sólido em pó, por exemplo – fornece mais sítios ativos e, assim, acelera a reação. Exemplos clássicos incluem ferrugem mais rápida de ferro finamente dividido em comparação com um bloco sólido.

Ao manipular estrategicamente esses fatores, os químicos podem ajustar as taxas de reação para atender às metas econômicas, de segurança e de eficiência.