O que é necessário para que uma reação ocorra?

Imagine três situações diferentes:

(1ª) Ao colocarmos sódio metálico na água, a reação ocorre violentamente, de forma rápida;

(2ª) Ao abrirmos a válvula de um fogareiro, o gás irá escapar, porém a reação só ocorrerá se colocarmos um palito de fósforo aceso no queimador;

(3ª) Ao deixar um giz em contato com o ar, não acontecerá nada, nem mesmo se aproximarmos dele um palito de fósforo aceso.

O que essas três situações nos mostram? Que algumas reações ocorrem espontaneamente, como no primeiro caso. Já para que outras ocorram é necessário o fornecimento de energia, como no segundo exemplo. E, por fim, na terceira situação, vimos que nem todos os fenômenos resultam em reação química.

Assim, existem algumas condições necessárias para a ocorrência das reações, entre elas as principais são: natureza dos reagentes, contato entre eles e energia de ativação.

• Natureza dos Reagentes ou “Afinidade Química” → No dia a dia observa-se que algumas substâncias possuem diferentes afinidades químicas umas com as outras, ou seja, a natureza dos reagentes define se há a possibilidade de reagirem entre si.

Como no caso do giz não existe afinidade química entre seus componentes e o ar, eles não reagem. Já o sódio é muito reativo tanto com a água como com o ar, assim ele precisa ser guardado em querosene, para não reagir com o oxigênio presente no ar.

• Contato entre os Reagentes → Ácidos e bases reagem, pois eles possuem a afinidade citada no item anterior. Porém, se estiverem em frascos separados, não irão reagir. É fundamental que as espécies reagentes sejam colocadas em contato para que as partículas que formam seus aglomerados possam colidir umas com as outras, rompendo as ligações que existem e formando novas ligações (e, consequentemente, novas substâncias).

• Energia de Ativação e Teoria da Colisão → Toda reação só ocorre se no sistema tiver uma energia mínima necessária, que varia de reagente para reagente. Essa energia é denominada energia de ativação.

No primeiro exemplo, a reação ocorre espontaneamente porque o próprio sistema já contém a energia de ativação necessária. No segundo caso, é necessário fornecer energia aos reagentes para que eles atinjam a energia de ativação. Isso é feito por meio da chama do palito de fósforo.

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A Teoria das Colisões explica por que algumas substâncias têm afinidade química e outras não; e também como se obtém a energia de ativação para dar início à reação. Essa teoria explica que quando as moléculas dos reagentes colidem, para que seja uma colisão efetiva que rompa suas ligações e forme novas, tem que se dar com duas condições muito importantes: a energia envolvida na colisão tem que ser maior que a energia de ativação e deve ser uma colisão com orientação adequada. Se isso não ocorrer, a reação também não ocorrerá.

Para que uma reação química possa ocorrer é preciso que haja entre os reagentes:

Contato;

Afinidade química entre os reagentes;

Colisão favorável: as partículas, moléculas ou os íons devem colidir entre si em uma orientação favorável;

Energia de ativação.

VELOCIDADE MÉDIA

Dada a reação química: aA + bB → cC + dD

Definimos como Δ[C] = diferença entre as concentrações molares inicial e final da substância C.

Em uma reação química a velocidade está diretamente ligada a energia de ativação e ao complexo ativado.

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Energia de ativação à É a menor quantidade de energia que deve ser fornecida aos reagentes para a formação do complexo ativado e assim formar os produtos.

Complexo ativado à Estado de transição formado entre os reagentes e produtos, cujo as ligações dos reagentes estão enfraquecidas e as do produto estão se formando.

FATORES QUE INFLUEM NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES

São diversos os fatores que podem influir na velocidade de uma reação química, tornando-a mais rápida ou mais lenta. Os principais são:

CONCENTRAÇÃO E NATUREZA DOS REAGENTES

 Para que uma reação química se realize, é necessário que as ligações existentes nos reagentes sejam rompidas, possibilitando a formação de novas ligações que darão origem aos produtos.

Desse modo é fácil concluir que:

Quanto maior for o número de ligações a serem rompidas nos reagentes e quanto mais fortes forem essas ligações, mais lenta será a reação e vice-versa.

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

(muito lenta a 20°C)

HCl+ NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

(instantânea a 20°C)

Quando maior for a concentração dos reagentes, maior será o número de choques entre as moléculas, logo, maior a velocidade.

SUPERFÍCIE DE CONTATO

Chama-se superfície de contato a área de um determinado reagente efetivamente exposta aos demais reagentes.

Como a realização de uma reação química depende, fundamentalmente, do contato entre as substâncias reagentes, conclui-se que mantendo os demais fatores constantes:

Quanto maior a superfície de contato dos reagentes envolvidos, maior a velocidade da reação e vice-versa.

Exemplo: Deste modo, observa-se que a barra de ferro oxida-se muito lentamente, enquanto uma palhinha, também de ferro, oxida-se rapidamente, devido a maior superfície de contato entre o ferro, na palhinha, o oxigênio do ar e a umidade.

TEMPERATURA

Sendo a temperatura uma medida da energia cinética média das partículas de uma substância, um aumento de temperatura representa diretamente um aumento de energia cinética ou aumento do movimento das partículas.

Movimentando-se mais rapidamente, as partículas irão colidir com maior frequência e violência, o que acarretará um aumento na velocidade da reação.

Um aumento de temperatura aumenta a velocidade de reações químicas exotérmicas e endotérmicas, embora favoreça mais intensamente as reações endotérmicas.

CATALISADOR

São substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação.

Os catalisadores criam um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação, fazendo com que a reação se processe de maneira mais rápida.

O que e necessário para uma reação ocorrer?

Quando e que ocorre uma reação química?

Quais são as três condições necessárias para que haja uma reação explosiva?

O que promove as reações químicas?