– É tão bom ver as crianças correndo... Pena que a tal da entropia não me deixa voltar a ser dessa idade! | ||
– Você gostou do assunto mesmo, não pára de falar nele... | ||
– Me deixou curioso... Mas vendo aqui as crianças correndo, pensei em outra coisa: todas as reações ocorrem na mesma velocidade? Ou será que uma delas é medalhista de ouro? (ri)
O que as reações têm em comum com os atletas desta prova? http://www.flickr.com |
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– Essa foi boa... Mas as reações não possuem todas a mesma velocidade, e uma mesma reação pode ocorrer em velocidades diferentes, dependendo das condições do meio... | ||
– Como assim, do meio? Explica isso melhor. | ||
– Carlos, o estudo da velocidade das reações é denominado cinética. E a cinética de uma reação depende de alguns fatores do meio reacional, como solvente, temperatura, velocidade de agitação, mas também depende da concentração dos reagentes. Assim, para a reação de conversão de A e B em C e D, se os parâmetros referentes ao meio forem constantes, a velocidade dependerá somente da concentração dos reagentes. | ||
– Ou seja, traduzindo para a minha língua: v = k [A] [B]! | ||
– Isso mesmo, querido! Essa é a Lei de Ação das Massas, ou Lei de Guldberg e Waage! Agora vamos ver se você avança ainda mais: há reações que estão em equilíbrio, ou seja, da mesma forma que A + B gera C + D, ocorre também a reação inversa, ou seja, C + D fornece A + B. No estado que denominamos equilíbrio, as velocidades dessas duas reações são iguais! | ||
– Bem, então, para a reação de formação de C e D, v1 = k1 [A][B], e para a reação reversa, v2 = k2 [C][D]! E se v1 = v2 , então k1 [A][B] = k2 [C][D]. | ||
– Pronto, se empolgou com a Matemática! | ||
– Claro, agora estou entendendo tudo. E digo mais! Se k1 [A][B] = k2 [C][D], então k1/k2 = [C][D]/[A][B]. Como a divisão de uma constante por outra é igual a outra constante, então k1/k2 = k3 = [C][D]/[A][B]! | ||
– Querido, estou tão orgulhosa de você! Essa constante que você chamou de k3 é o que chamamos na Química de constante de equilíbrio! | ||
– Então isto significa que a razão entre as concentrações de produtos e de reagentes é constante no equilíbrio? | ||
– Isso mesmo! E a conseqüência disso é o que chamamos de Princípio de Le Chatelier: se aumentarmos a concentração de um dos reagentes, o equilíbrio será deslocado no sentido da formação dos produtos, para que se estabeleça novamente um equilíbrio! | ||
– Parece até a Julia na gangorra... (ri) Agora pensei em uma outra coisa... Todas as reações são do tipo A + B gerando C + D? Ou posso ter reações, por exemplo, 2 A + B gerando C + D? | Nota 1 | |
– Sim, pode! Podemos generalizar e dizer que as reações são nA + mB gerando xC + yD. E a equação da velocidade fica então v = k [A]n [B]m! | ||
– Falando em velocidade... Já imaginou uma corrida de reações? Umas mais rápidas, outras mais lentas... ri | ||
– Bobo... Na verdade, elas não disputariam uma corrida simples, mas uma corrida com barreiras... | ||
– O quê? Que barreiras? | ||
– A barreira de energia do estado de transição entre reagentes e produtos... É a energia desse estado de transição que define a velocidade da reação. Em casa vou te mostrar um gráfico da variação de energia de uma reação! | Nota 2 | |
– E não tem como acelerar uma reação? Fazer com que ela ocorra mais rapidamente? | ||
– Em muitos casos há a possibilidade do uso de catalisadores... | ||
– Catalisadores? Tem um desses no meu carro... | ||
– Não só no seu carro, mas em todo o seu corpo... As enzimas fazem com que as reações no nosso organismo ocorram mais rapidamente do que aconteceriam na ausência delas. Uma reação sem catalisador poderia durar milhares ou até milhões de anos, enquanto com um catalisador poderia durar mínimas frações de segundo. | ||
– Então elas irão ganhar a medalha de ouro! (ri) | ||
– Com certeza, Carlos... Aliás, me ocorreu agora o seguinte: um atleta treina para deixar seu organismo preparado para o esforço físico do exercício muscular... Aumenta sua capacidade de respiração para disponibilizar mais oxigênio para as reações de conversão de energia catalisadas por enzimas... E maximiza o aproveitamento da conversão da energia potencial contida nas ligações químicas na energia cinética necessária para para a realização da prova! Então, de certa forma, é a eficiência das reações químicas que ocorrem no atleta que fazem dele um vencedor! | ||
– Querida, depois dessa, nunca mais vou poder assistir a um jogo do Brasil sem pensar na termodinâmica e na cinética das reações do Kaká... | ||
– Mas nem o Kaká, nem o Pelé ou o melhor dos catalisadores pode acelarar uma reação sem a "benção" da termodinâmica. É por isso que a termodinâmica é às vezes chamada a "mãe das ciências". Para sabermos se é possível ou não uma reação, fazemos aquele cálculo com a energia disponível em um sistema (ΔG = ΔH - TΔS). Somente se ΔG for negativo a bola pode rolar! |