Velocidade das reações – modelo de colisões (concentração, temperatura, catalisador, superfície de contato)
QuímicaCinética e equilíbrioIdades 15–16
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Partículas do gás A colidem com o sólido B (em bloco ou em pó); só as colisões com energia de ativação suficiente formam o produto C. O gráfico de partículas de C ao longo do tempo guarda a curva da execução anterior para você comparar ao aumentar a concentração de A, elevar a temperatura (Arrhenius, regra de van 't Hoff), adicionar um catalisador ou triturar B até virar pó; a velocidade média e a probabilidade de colisão efetiva se atualizam ao vivo. Duas visualizações extras mostram a distribuição de energia de Maxwell–Boltzmann com uma linha de Ea móvel (a fração sombreada com E ≥ Ea em duas temperaturas, com ou sem catalisador) e um gráfico de Arrhenius de ln k em função de 1/T para obter Ea pela inclinação.
Aula: Fatores que afetam a velocidade das reações
O que mostra
A teoria das colisões explica a velocidade das reações: as partículas precisam colidir, e só colisões com pelo menos a energia de ativação Ea formam produtos. Mais concentração torna as colisões mais frequentes, pulverizar um sólido expõe mais superfície e um catalisador oferece um caminho com Ea menor. A visualização Distribuição de energia mostra o efeito da temperatura: a curva de Maxwell–Boltzmann se achata e se estende a energias maiores com a mesma área, e a fração com E ≥ Ea sobe muito. A visualização Gráfico de Arrhenius liga isso a k = A·e^(−Ea/RT) e obtém Ea pela inclinação de ln k em função de 1/T.
Como usar
Em Partículas, execute os valores padrão, clique em Reiniciar (manter curva) e mude um fator, como T +10 °C ou o catalisador, para comparar a inclinação com a curva cinza. Em Distribuição de energia, mova o controle de Ea ou arraste sobre o gráfico, marque Comparar com T₂ e compare as frações sombreadas. Em Gráfico de Arrhenius, clique em Medir k em T em várias temperaturas e leia Ea na reta de melhor ajuste.
Parâmetros que você pode mudar
- Número de partículas de A (concentração) 10–80 partículas
- Temperatura 0–100 °C
- Com catalisador
- Forma do sólido B Bloco (pequena superfície de contato), Pó (grande superfície de contato)
- Visualização Partículas, Distribuição de energia de Maxwell–Boltzmann, Gráfico de Arrhenius (ln k em função de 1/T)
- Energia de ativação Ea (sem catalisador) 10–100 kJ/mol
- Temperatura de comparação T₂ 0–500 °C
- Desenhar também a curva em T₂
Perguntas para explorar
- Por que o carvão em pó queima muito mais rápido que um pedaço de carvão de mesma massa?
- Aumentar a temperatura eleva a velocidade por dois motivos. Quais são, e qual pesa mais?
- O catalisador é consumido na reação, e como ele acelera a formação de C?
Ideias para a aula
Todos os guias- Laboratório virtual de enzimas: temperatura e pHLaboratório virtual de enzimas: meça a atividade da amilase em várias temperaturas e pHs, ache cada ótimo, calcule o Q10 e veja a desnaturação acontecer.
- Laboratório virtual de velocidade de reação: ácido e gásLaboratório virtual de velocidade de reação para a prática de coleta de gás do GCSE: reaja mármore com ácido, registre o volume de gás e compare concentrações.
- Laboratório virtual da cruz que desaparece: concentraçãoLaboratório virtual da cruz que desaparece para a prática do GCSE: cronometre tiossulfato e ácido, trace 1/t contra a concentração e teste a temperatura.
