Ciências 9º ano

. Acesso em: 8 maio 2015.

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Velocidade das reações

Você já deve ter percebido, no dia a dia, que algumas reações químicas acontecem rapidamente, como a queima de um pedaço de madeira, e outras demoram dias, semanas, meses ou anos para acontecer, como o aparecimento de ferrugem.

À medida que compreendia mais sobre as reações químicas, o ser humano buscava formas de aumentar ou diminuir a velocidade de uma reação.

Você saberia dizer que fatores influenciam as transformações químicas?

Fig. 1 (p. 89)

O conhecimento dos fatores que influenciam a velocidade das reações é fundamental para as indústrias químicas, como a petroquímica, para acelerar as reações. Polo Petroquímico de Camaçari (BA), 2014.

Nereu Jr/Fotoarena

Temperatura

Alimentos duram mais quando conservados em geladeira. Já para cozinhar algum alimento, o processo ocorre mais rapidamente se for utilizada uma panela de pressão em vez de uma panela aberta (o alimento na panela de pressão atinge temperaturas superiores às de uma panela aberta). Isso indica que a temperatura influencia a velocidade de uma reação.

Quando é preciso reduzir a velocidade de uma reação – por exemplo, as reações envolvidas na decomposição dos alimentos –, pode-se diminuir a temperatura do sistema (no exemplo citado, colocando o alimento na geladeira ou no freezer). No entanto, quando é necessário aumentar a velocidade de uma reação – por exemplo, o cozimento de um alimento –, podemos aumentar a temperatura do sistema.

Fig. 2 (p. 89)

Para prolongar ao máximo a conservação de alimentos, o freezer é recomendável, ou, então, a prateleira mais alta da geladeira, onde a temperatura é mais baixa. Já ao dispor frutas e verduras, as prateleiras mais baixas são as mais indicadas, pois nelas a temperatura é um pouco mais elevada, o que ajuda a preservar as propriedades naturais desses alimentos.

Fernando Favoretto/Criar Imagem

Para aplicar

Observe os alimentos processados que você tem em casa e identifique a validade deles. Verifique se o tempo de conservação dos alimentos varia de acordo com a temperatura de acondicionamento, por exemplo, em uma geladeira ou freezer. Construa uma tabela com os dados coletados. Elabore uma explicação para o que observou.

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Superfície de contato

Quando modificamos o formato de um material, alteramos a sua superficie de contato. Com isso, quanto maior for a superfície de contato, mais átomos ou moléculas estarão disponíveis para reagir, o que resultará em um aumento na velocidade da reação. Esse fenômeno é bastante comum no dia a dia e acontece, por exemplo, quando uma pessoa faz churrasco em casa. Os grandes pedaços de carvão são quebrados para que a reação de combustão ocorra mais rapidamente. Outro exemplo é o do sabão utilizado em máquinas de lavar, vendido na forma de pequenos grãos, o que possibilita maior eficiência na limpeza das roupas.

Fig. 1 (p. 90)

Placa de zinco (A) e zinco em pó (B) adicionados, ao mesmo tempo, em uma solução aquosa de ácido clorídrico de mesma concentração. Note que a produção de gás é mais intensa na reação em que o zinco está na forma em pó (B) do que naquela em que ele está na forma de placa.

Fotografias: Sérgio Dotta Jr./ID/BR

A B

Concentração

Considere a reação entre o metal ferro e uma solução aquosa de sulfato de cobre(II). Se colocássemos o mesmo volume dessa solução em dois recipientes e mergulhássemos, ao mesmo tempo, um prego de ferro em cada solução, iríamos observar que a reação se processa na mesma velocidade. O que aconteceria se em uma das soluções fosse mais diluída?

Observe esse experimento nas fotos ao final da página.

Fig. 2 (p. 90)

Dois pregos são mergulhados, ao mesmo tempo, em soluções de sulfato de cobre(II) de diferentes concentrações (fotos A e C). Após algum tempo, eles são retirados, também ao mesmo tempo. Observe a formação de cobre metálico na superfície dos pregos (fotos B e D). Perceba que o prego da solução menos concentrada, ou seja, a que tem coloração azul menos intensa, apresenta uma quantidade menor de cobre metálico formado.

Fotografias: Sérgio Dotta Jr./ID/BR

A B C D

Apesar de as duas soluções de sulfato de cobre(II) terem praticamente o mesmo volume, na solução com menos sulfato de cobre(II) por volume de solução, ou seja, a solução diluída, há uma quantidade menor de partículas que constituem um dos reagentes da reação. Como a reação depende da interação entre as partículas reagentes, quanto menor a concentração da solução de sulfato de cobre(II), mais lentamente a reação ocorrerá.

Na maioria dos casos, o aumento da concentração de um dos reagentes propicia que a reação química ocorra mais rapidamente.

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Prática de Ciências

A velocidade das reações químicas

Nessa atividade, você vai verificar se a superfície de contato e a temperatura do sistema afetam a velocidade de uma reação química.

Material
• 3 comprimidos efervescentes de antiácido inteiros
• 1 comprimido efervescente de antiácido triturado
• 4 copos de plástico transparente
• água gelada ou gelo previamente derretido
• água de torneira
• caneta marcadora de vidro
• 4 pedaços de papel ou cartolina

Fig. 1 (p. 91)

Fotografias: Sérgio Dotta Jr./ID/BR

Procedimento

1. Enumere os copos de 1 a 4.

2. Introduza água de torneira nos copos numerados de 1 a 3 até cerca da metade da altura do recipiente. No copo 4, introduza água gelada até aproximadamente metade da altura do recipiente.

3. Coloque, ao mesmo tempo, um comprimido inteiro no copo 1 e um comprimido triturado no copo 2 (foto A).

4. Observe o que acontece e anote os resultados.

5. Coloque, ao mesmo tempo, um comprimido inteiro no copo 3 e outro no copo 4 (foto B).

Fig. 2 (p. 91)

A B

6. Veja o que acontece e anote os resultados.

INTEGRANDO IDEAS

1. Explique os resultados observados no experimento.

2. Qual é a importância de se controlar a velocidade de uma reação ou de se conhecerem os fatores que interferem nela? Justifique sua resposta.

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ATIVIDADES

1. A fim de estudar o escurecimento de duas maçãs (A e B) que foram cortadas, um estudante colocou uma delas (A) na geladeira e deixou a outra (B) sobre a mesa. Depois de um tempo, ele percebeu que, enquanto uma das maçãs já havia mudado de cor, a outra apresentava poucas regiões escuras. Sabendo que o escurecimento de uma fruta é uma transformação química e as maçãs apresentavam a mesma massa e superfície de contato, responda qual das maçãs (A ou B) ficou escura primeiro. Justifique sua resposta.

2. Analise se as equações químicas a seguir estão balanceadas. Caso não estejam, faça o balanceamento.

a) CH₄ (g) + O₂ (g) → CO₂ (g) + H₂O (g)

b) NaOH (aq) + HCℓ (aq) → NaCℓ (aq) + H₂O (ℓ)

c) KOH (aq) + H₃PO₄ (aq) → K₃PO₄ (aq) + H₂O (aq)

3. Um pesquisador estava analisando a reatividade de algumas substâncias simples, como o flúor (F₂), o cloro (Cℓ₂) e o sódio (Na). Sabendo que os dados obtidos indicaram que a fórmula do produto da reação entre o sódio e o flúor era NaF e que os elementos flúor e cloro pertencem ao mesmo grupo da Tabela Periódica, expresse como seria a fórmula química do produto da reação entre sódio e cloro.

4. Nas embalagens de alimentos deve constar informações ao consumidor, como os ingredientes utilizados, a informação nutricional, a validade para o consumo, entre outras. Dependendo do modo de acondicionamento, o prazo de validade do alimento pode se alterar. De acordo com seus conhecimentos, é esperado que o prazo seja maior se o alimento for acondicionado em um refrigerador de geladeira ou em um freezer? Justifique sua resposta.

5. Considerando os modelos de átomos indicados a seguir,

Fig. 1 (p. 92)

Ilustrações: Reinaldo Vignati/ID/BR

= átomo de carbono

= átomo de nitrogênio

= átomo de hidrogênio

= átomo de oxigênio

escreva a equação química que representa os itens abaixo:

a)

Fig. 2 (p. 92)

+

b)

Fig. 3 (p. 92)

+

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ATIVIDADES

c)

Fig. 1 (p. 93)

+

+

6. Considere que duas amostras de uma mesma substância em recipientes separados, uma no estado líquido e outra no estado sólido, reajam com outra substância. Se as condições nos dois experimentos (temperatura, massa das substâncias, etc.) forem as mesmas, qual das reações químicas se espera que ocorra com maior velocidade? Justifique sua resposta.

7. Leia o texto a seguir e responda ao que se pede.

De um modo geral, a corrosão é um processo resultante da ação do meio sobre um determinado material, causando sua deterioração. A primeira associação que se faz é com a ferrugem, a camada de cor marrom-avermelhada que se forma em superfícies metálicas. Apesar da estreita relação com os metais, esse fenômeno ocorre em outros materiais, como concreto [...]. Sem que se perceba, processos corrosivos estão presentes direta ou indiretamente no nosso cotidiano, pois podem ocorrer em grades, automóveis, eletrodomésticos e instalações industriais. Do ponto de vista econômico, os prejuízos causados atingem custos extremamente altos, resultando em consideráveis desperdícios de investimento; isto sem falar dos acidentes e perdas de vidas humanas provocados por contaminações, poluição e falta de segurança dos equipamentos.

[...]

Fábio Merçon; Pedro I. C. Guimarães; Fernando B. Mainier. Corrosão: um exemplo usual de fenômeno químico. Química Nova na Escola, n. 19, maio 2004. Disponível em: