clear
Unioeste 2012
A ação de um catalisador sobre uma reação química é tão importante para a ciência e para a indústria que existe um ramo de pesquisas que se destina ao estudo de reações que são realizadas com catalisador.
Um exemplo de utilização industrial de catalisadores está na produção do oxigênio (O2) a partir do clorato de potássio (KClO3), utilizando como catalisador o dióxido de manganês (MnO2).
Um exemplo de utilização industrial de catalisadores está na produção do oxigênio (O2) a partir do clorato de potássio (KClO3), utilizando como catalisador o dióxido de manganês (MnO2).
A respeito dos catalisadores e de suas reações, pode-se afirmar que
a
as reações com catalisadores são reações que não podem ser realizadas sem a sua utilização.
b
as reações com catalisadores sempre fornecem maiores rendimentos.
c
o catalisador faz com que ocorra uma diminuição na energia de ativação, e com isso a reação ocorre mais rapidamente.
d
o catalisador faz com que ocorra um aumento na energia de ativação, e com isso a reação ocorre mais rapidamente.
e
os catalisadores também podem ser chamados de inibidores de produtos indesejados.
Ver resposta
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Resposta
C
Resolução
Para entender por que a alternativa C é a correta, observe o diagrama de energia potencial de uma reação.
• Toda reação química precisa vencer uma barreira energética chamada energia de ativação (\(E_a\)).
• Um catalisador cria um mecanismo alternativo, no qual essa barreira é mais baixa.
• Como as colisões com energia suficiente passam a ocorrer com maior frequência, a velocidade da reação aumenta.
No caso da decomposição térmica do clorato de potássio
\[\text{KClO}_3(s) \;\xrightarrow[\text{MnO}_2]{\;\Delta\;}\; 2\,\text{KCl}(s)+3\,\text{O}_2(g)\]
o MnO2 não é consumido: ele participa das etapas elementares e volta a aparecer ao final, inalterado na quantidade.
Assim, a função essencial de qualquer catalisador é diminuir \(E_a\), acelerando a reação sem alterar seu rendimento máximo nem deslocar equilíbrio químico. Portanto, a afirmação correta é a letra C.
• Toda reação química precisa vencer uma barreira energética chamada energia de ativação (\(E_a\)).
• Um catalisador cria um mecanismo alternativo, no qual essa barreira é mais baixa.
• Como as colisões com energia suficiente passam a ocorrer com maior frequência, a velocidade da reação aumenta.
No caso da decomposição térmica do clorato de potássio
\[\text{KClO}_3(s) \;\xrightarrow[\text{MnO}_2]{\;\Delta\;}\; 2\,\text{KCl}(s)+3\,\text{O}_2(g)\]
o MnO2 não é consumido: ele participa das etapas elementares e volta a aparecer ao final, inalterado na quantidade.
Assim, a função essencial de qualquer catalisador é diminuir \(E_a\), acelerando a reação sem alterar seu rendimento máximo nem deslocar equilíbrio químico. Portanto, a afirmação correta é a letra C.
Dicas
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Lembre que catalisador altera a cinética, não a quantidade final de produtos.
Desenhe mentalmente o diagrama de energia reagentes–estado de transição–produtos.
Compare os termos "aumentar" e "diminuir" a energia de ativação com a consequência na velocidade.
Erros Comuns
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Confundir catalisador com inibidor, achando que qualquer substância que interfere na reação impede produtos indesejados.
Acreditar que catalisador aumenta o rendimento ou desloca equilíbrios, quando afeta apenas a velocidade.
Pensar que uma reação só ocorre se houver catalisador, sem considerar que ela pode ocorrer lentamente sem ele.
Revisão
- Energia de ativação (Ea): barreira mínima que os reagentes devem superar para transformar-se em produtos.
- Catalisador: substância que participa de uma rota alternativa com menor Ea, aumentando a velocidade da reação, mas não o rendimento teórico nem a entalpia global.
- Velocidade de reação: depende da frequência de colisões efetivas; diminuir Ea eleva o número de colisões com energia suficiente.
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