Como é possível alterar a velocidade de uma reação para que se torne mais rápida ou mais lenta?

As reações químicas que ocorrem diariamente processam-se a velocidades diferentes. É o caso da explosão da dinamite, que ocorre em frações de segundo, e o caso da oxidação dos metais, que pode demorar meses ou anos.
É importante estudar a velocidade das reações químicas. Há reações que interessa que sejam rápidas; outras que sejam lentas. No caso da indústria química, interessa aumentar a velocidade das reações que ocorrem durante o fabrico de determinados produtos, para que o processo seja o mais económico; mas, na conservação dos alimentos, é importante retardar a sua deterioração.
Para se interpretar as reações químicas recorre-se à Teoria das Colisões. Segundo esta, as partículas colidem entre si e nessas colisões rompem-se as ligações entre os átomos nos reagentes e formam-se novos agregados de átomos. Estas colisões devem ser realizadas com energia suficiente para provocarem uma reação química e são designadas por colisões eficazes.
Para alterar a velocidade das reações químicas é necessário analisar os fatores de que depende a sua velocidade: concentração dos reagentes, superfície de contacto dos reagentes sólidos, temperatura a que decorre a reação, intensidade da luz e presença de determinadas substâncias que se designam por catalisadores e inibidores.
A velocidade das reações químicas aumenta quando a concentração de um ou mais reagentes em solução aumenta devido ao facto de o aumento da concentração dos reagentes provocar um aumento do número de choques porque passa a existir um maior número de partículas no mesmo volume. Aumentando a frequência das colisões, aumenta o número de choques eficazes.
Para o efeito da superfície de contacto dos reagentes sólidos, a velocidade das reações químicas aumenta quando aumenta o estado de divisão dos reagentes sólidos, pois a área da superfície de contacto aumenta e consequentemente aumenta o número de choques entre as partículas reagentes, o que conduz a um maior número de choques eficazes.
Aumentando a temperatura a que decorre a reação química a velocidade aumenta. Tal facto acontece, pois, aumentando a temperatura, esta faz aumentar a agitação das partículas, aumentando também o número de choques e, por isso, o número de choques eficazes.
A luz é outro fator que pode alterar a velocidade de determinadas reações químicas. É o caso da fotossíntese.
A velocidade de uma reação química é tanto maior, quanto maior for a intensidade luminosa.
Finalmente, uma outra maneira de alterar a velocidade de algumas reações químicas é através da adição de pequenas quantidades de substâncias que não se consomem, nem se produzem no decorrer das reações químicas.
Este tipo de substâncias podem acelerar ou retardar as reações químicas e designam-se, respetivamente, catalisadores e inibidores.
A presença de um catalisador provoca uma diminuição da energia necessária para o choque ser eficaz. Deste modo, embora o número de choques seja o mesmo, aumenta o número de choques eficazes, aumentando, por consequência, a velocidade da reação.
A presença de um inibidor provoca um aumento da energia necessária para o choque ser eficaz. Neste caso, o número de choques eficazes diminui.

Como referenciar

Porto Editora – cinética das reações químicas na Infopédia [em linha]. Porto: Porto Editora. [consult. 2022-12-12 18:46:41]. Disponível em https://www.infopedia.pt/$cinetica-das-reacoes-quimicas

Como referenciar

Porto Editora – cinética das reações químicas na Infopédia [em linha]. Porto: Porto Editora. [consult. 2022-12-12 18:46:41]. Disponível em https://www.infopedia.pt/$cinetica-das-reacoes-quimicas

O efeito da concentração na velocidade das reações pode ser observado quando aumentamos a concentração de um ou mais reagentes, e a reação ocorre com maior rapidez.

A velocidade das reações químicas é estudada pela Cinética Química. Esse estudo é importante porque precisamos conhecer os fatores que influenciam a taxa de desenvolvimento de uma reação para conseguir acelerar algumas reações químicas que são muito lentas ou retardar algumas que são muito rápidas ou indesejáveis.

Um dos principais fatores que influenciam a velocidade das reações é a concentração dos reagentes. Se colocarmos o zinco mergulhado em duas soluções de ácido sulfúrico, sendo uma mais diluída (com mais água) e outra mais concentrada, por exemplo, veremos que o recipiente que contém o zinco na solução mais concentrada de ácido sulfúrico formará uma efervescência bem nítida, conforme a imagem no início deste artigo mostra.

Por outro lado, não ocorre praticamente nenhuma alteração no recipiente que contém o zinco mergulhado em uma solução bem diluída de ácido sulfúrico.

Por que isso ocorre? Bem, a reação entre o zinco e o ácido sulfúrico pode ser vista a seguir:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Observe que há a formação do gás hidrogênio. As bolhas formadas são desse gás e indicam não só a ocorrência da reação, mas também que a reação se torna bem mais rápida quando se usa uma concentração maior de ácido sulfúrico.

Outro exemplo é quando temos uma reação de combustão ao ar livre e outra ocorrendo dentro de um recipiente fechado com gás oxigênio puro. A chama torna-se bem mais intensa quando a queima ocorre dentro do recipiente com oxigênio puro, ou seja, onde o combustível reage com 100% de moléculas de oxigênio. Já a combustão ao ar livre contém apenas 20% de moléculas do gás oxigênio, pois o ar é constituído de cerca de 79% de moléculas de gás nitrogênio e 1% de outros gases.

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Esses dois exemplos mostram o efeito da concentração na velocidade das reações, que é o seguinte:

“Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de uma reação.”

Isso é explicado quando analisamos a teoria das colisões, que diz que, para que a reação química ocorra, as partículas (moléculas, átomos, íons etc.) dos reagentes devem colidir entre si. Mas essa colisão deve ser efetiva, ou seja, deve ser feita em uma orientação adequada e com energia suficiente.

Assim, quando aumentamos a concentração de um ou mais reagentes, a quantidade de partículas deles aumenta no meio. Consequentemente, ocorrem mais colisões entre as partículas, e a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas (que resultem na reação) torna-se maior, o que ocasiona um aumento da velocidade da reação.

De forma resumida, temos:

Videoaula relacionada:

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