Resumen
Hay reacciones tan rápidas que parecen instantáneas, mientras que otras son tan lentas que pueden durar horas, días, meses e incluso años, como ocurre con muchas desintegraciones de radionucleidos. Un ejemplo interesante es la reacción química entre los gases H2 y O2. Cuando se mezclan en condiciones normales en un sistema aislado, estos gases reaccionan muy lentamente. Sin embargo, si la mezcla es activada por una chispa o llama, se producirá una reacción exotérmica incontrolada extremadamente rápida, con una gran liberación de energía, denominada explosión térmica. Esto es lo que ocurrió en el histórico accidente del dirigible Hindenburg en 1937, en Nueva Jersey, Estados Unidos. Por otro lado, cuando se realiza en condiciones de combustión controlada, esta reacción puede usarse como propulsor. De hecho, se trata de una de las reacciones químicas más energéticas que se conocen, capaz de proporcionar suficiente energía para lanzar grandes cohetes, como el Saturn V. El estudio de la cinética química (y, por implicación, de las velocidades de reacción), como lo han hecho muchos científicos aplicaciones y prácticas, merece ser destacado al inicio de los cursos de Química. La introducción de experimentos que involucran estudios cinéticos lleva a los estudiantes a reconocer la importancia de los efectos de la temperatura sobre la velocidad de una reacción, así como las influencias que pueden causar las variaciones de concentración. Uno de los numerosos experimentos didácticos utilizados con este fin consiste en la reacción de descomposición de iones tiosulfato en un medio ácido, con formación de azufre coloidal. A través de esta práctica de laboratorio, es posible verificar la influencia de la concentración y la temperatura en la velocidad de la reacción, midiendo el tiempo transcurrido entre el mezclado de los reactivos (t≅0) y la aparición de los primeros rastros de turbidez en el medio de reacción. Esta práctica es interesante porque es bastante sencilla de realizar y los resultados son muy visibles.
Citas
- Yatsimirskii KB. Kinetics Methods of Analysis, Pergamon Press Ltd., Oxford, 1966, 155 pp.
- Petrucci RH, Harwood WS, Herring FG. General Chemistry - Principles and Modern Applications, 8th ed., Prentice Hall, New Jersey, Chap. 15, 2002.
- Atkins P, Jones L. Chemistry: Molecules, Matter and Change, W.H. Freeman & Co., New York, NY, Chap. 18, 1997.
- Castellan GW. Physical Chemistry, Addison Wesley, Printed in Japan, Chap. 28, 1969.
- Physical Chemistry (Libre Texts), Chemical Kinetics I, Rate Laws, Chap. 28, Disponível em
- Physical Chemistry (Libre Texts), Chemical Kinetics II, Reaction Mechanisms, Chap. 29, Disponível em https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Physical_Chemistry_(LibreTexts)/29%3A_Chemical_Kinetics_II-_Reaction_Mechanisms
- Bassi, ABMS. Quantidade de Substância. Rev. Chemkeys [Online], 2005, 9(2)1-13. Disponível em: https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/9659
doi: 10.20396/chemkeys.v0i9.9659
- Laidler KJ. The Development of the Arrhenius Equation, J. Chem. Educ., 1984, 61: 494-498.
- Referência 5 - Chap. 6.2.3.1: The Arrhenius Equation – Disponível em https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Kinetics/06%3A_Modeling_Reaction_Kinetics/6.02%3A_Temperature_Dependence_of_Reaction_Rates/6.2.03%3A_The_Arrhenius_Law/6.2.3.01%3A_Arrhenius_Equation
- Referência 5, Chap. 28.7: Rate Constants are Usually Strongly Temperature Dependent. Disponível em:
- Smith IWM. The Temperature-dependence of Elementary Reaction Rates: Beyond Arrhenius, Chem. Soc. Rev., 2008, 37: 812–826
- Vogel AI. Análise Química Quantitativa, ed.: Jeffery GH, Bassett J, Mendham J, Denney RC., Editora Guanabara Koogan, 5ª ed., Rio de Janeiro, 1992.
- Baccan N, Andrade JC de, Godinho OES, Barone JS. Química Analítica Quantitativa Elementar, 3ª ed. revisada, 5ª reimpressão, São Paulo, Editora Edgard Blucher, 2008.
- Harris DC. Análise Química Quantitativa, 7ª ed. LTC, Rio de Janeiro, RJ, 2008.
- de Andrade, J.C., "Química Analítica Básica: Equilíbrios iônicos em solução aquosa” Rev. Chemkeys [Online], 2009, 9: 1-13. Disponível em: https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/9647
doi: 10.20396/chemkeys.v0i9.9647
- Andrade JC de. Química analítica básica: o comportamento ácido-base em solução aquosa. Rev. Chemkeys [Online]. Vol. 1: e019001 Disponível em: https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/9847
doi: 10.20396/chemkeys.v1i0.9847
- LaMer VK, Kenyon AS. Kinetics of the Formation of Monodispersed Sulphur Sols from Thiosulfate and Acid, J. Colloid Sci., 1947, 2: 257-264
- Zaiser EM, LaMer VK. The Kinetics of the Formation and Growth of Monodispersed Sulphur Hydrosols, J. Colloid Sci., 1948, 3: 571-597
- Dinegar RH, Smellie RH, LaMer VK. Kinetics of the Acid Decomposition of Sodium Thiosulfate in Dilute Solutions, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73: 2050-2054
- Davis, RE. Displacement Reactions at the Sulfur Atom. I. An Interpretation of the Decomposition of Acidified Thiosulfate, J. Am. Chem. Soc., 1958, 80: 3565-3569.
- Johnston F, McAmish L. A Study of the Rates of Sulfur Production in Acid Thiosulfate Solutions Using S-35, J. Colloid Interface Sci., 1973, 42: 112-119.
- Phimmavong S. Effect of Concentration on Reaction Speed, International Journal Papier Advance and Scientific Review, 2020, 1: 21-29
Referencias suplementares
Casado J, Lopez-Quintela MA, Lorenzo-Barral FM. The Initial Rate Method in Chemical Kinetics
Evaluation and Experimental Illustration, J. Chem. Educ., 1986, 63: 450-452.
Bluestone S, Yan KY. A Method to Find the Rate Constants in Chemical Kinetics of a Complex Reaction, J. Chem. Educ., 1995, 72: 884-886.
Hodgson SC, Ngeh LN, Orbell JD, Bigger, SW. A Student Experiment in Non-Isothermal Chemical Kinetics, J. Chem. Educ., 1998, 75:1150-1153.
Vitz E. Conceptualizing Kinetics with Curve Fitting, J. Chem. Educ., 1998, 75: 1661-1663.
Denton, P. Analysis of First-Order Kinetics Using Microsoft Excel Solver, J. Chem. Educ., 2000, 77: 1524-1525.
Bain K, Towns MH. A review of research on the teaching and learning of chemical kinetics, Chem. Educ. Res. Pract., 2016, 17: 246-262.
de la Penña LH. Solving Simple Kinetics without Integrals, J. Chem. Educ., 2016, 93: 669-675.
Perrin CL. Linear or Nonlinear Least-Squares Analysis of Kinetic Data? J. Chem. Educ., 2017, 94: 669-672.
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