A Teoria das Colisões foi proposta pelos pesquisadores Max Trauts e William Lewis, em 1916 e 1918. Qualitativamente falando, ela explica a forma que reações químicas ocorrem. Contudo, resumem quais as taxas de reação acabam diferenciando para diferentes reações.
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Tal teoria se baseia na ideia da colisão de partículas reagentes que culminam na ocorrência de uma reação. Entretanto, salienta que somente uma fração específica da totalidade das colisões possui energia para futura conexão efetiva. Dessa forma, ocorre, assim, o reagente dos produtos pós-colisão.
Essa ocorrência se deve ao fato de que apenas uma pequena porção das moléculas apresenta energia suficiente para a colisão. Além disso, a orientação adequada para colidir é necessária quando há o impacto para realizar a quebra de ligações já existentes. A combinação de energia e orientação (ângulo de colisão) propicia a formação de novas moléculas. Por conseguinte, a esta mínima quantidade de energia dá-se o nome de Energia de Ativação.
Esta energia de ativação provém de partículas oriundas de diferentes elementos que reagem com outras no momento do choque. Com o consequente aumento de temperatura da reação, a velocidade das moléculas, bem como a energia cinética, aumentará. Contudo, isso pouco significa para um aumento das colisões. As reações aumentam sua taxa de colisão com a diminuição da temperatura. Isso porque a fração dos choques ultrapassará a energia de ativação.
Os reagentes atuando na teoria das colisões
Como já ressaltado, uma reação química só acontece quando reagentes inclusos colidem-se entre si. Um exemplo bastante prático e visual da Teoria das Colisões está numa partida de sinuca como ilustração.
Pense no jogo de sinuca. Nele, você precisa encaçapar uma bola específica (o átomo de uma reação). Segundo as diretrizes do jogo, para que você possa encaçapar a bola desejada precisa utilizar uma bola branca. Esta bola branca será utilizada para colidir com a bola específica. Esta colisão entre bolas (átomos) oferece energia essencial para que a bola específica atinja seu objetivo, no caso a caçapa.
Ocorre similar, assim, durante as reações químicas. A colisão entre as moléculas proporciona energia cinética entre elas para quebrar ligações químicas. Estas, já existentes, são desfeitas para a formação de novas.
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Entretanto, como no jogo de sinuca, nem sempre uma colisão é exatamente precisa. Há inúmeras variáveis que impedem a colisão exata para, então, encaçapar a bola específica. Exemplo direto é quando a tacada não tem força o suficiente, não havendo a transferência de energia necessária para lançar a bola. A energia cinética, neste caso, será insuficiente.
Semelhante ocorre em colisões de átomos nas reações. Em alguns casos, a energia cinética é insuficiente para que as moléculas reajam. Nestas específicas ocorrências, é necessário, por exemplo, usufruir do aquecimento dos reagentes. Assim, o aceleramento das partículas promoverá aumento da energia cinética para, então, quebrar as ligações. Além do mais, para quebrar ligações químicas, é sempre necessária uma quantidade de energia específica para cada caso.
O choque efetivo e reações consolidadas
Neste que é denominado choque efetivo, as moléculas a reagir absorvem um mínimo de energia necessária (energia de ativação). A partir disso, elas promoverão a formatação do complexo ativado.
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O complexo ativado será um estado de transição entre reagentes e seus consequentes produtos. Nessa conjuntura, as ligações anteriores que havia entre os reagentes enfraquecem significativamente, enquanto as novas, dos produtos, estão formando-se.
Referências
SALVADOR, Edgard e USBERCO, João. Química, volume único. 1ª edição, Editora Saraiva, São Paulo-SP, 2006. 672 p.
Por Mateus Bunde
Graduado em Jornalismo pela Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Especialista em Linguagens pelo Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSul) e Mestrando em Comunicação pela Universidade do Porto, de Portugal (UP/PT).
Bunde, Mateus. Teoria das Colisões. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/teoria-das-colisoes. Acesso em: 30 de April de 2024.
01. [UFRGS] No filme O Náufrago, o personagem teve de iniciar uma fogueira a partir do aquecimento de cascas secas de coco através do calor gerado pelo atrito de pedaços de madeira. Quimicamente, o atrito desses pedaços de madeira serve como
a) entalpia inicial.
b) catalisador.
c) calor de combustão.
d) inibidor.
e) energia de ativação.
02. [UFSM] Para que ocorra uma reação química, é necessário que os reagentes entrem em contato, através de colisões, o que se chama Teoria das Colisões. Essa teoria baseia-se em que
03. [UFMG] A elevação de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas porque aumenta os fatores apresentados nas alternativas, exceto:
04. [FUVEST] Uma partícula se move com velocidade uniforme V ao longo de uma reta e choca-se frontalmente com outra partícula idêntica, inicialmente em repouso. Considerando o choque elástico e desprezando atritos, podemos afirmar que, após o choque:
a) as duas partículas movem-se no mesmo sentido com velocidade V/2.
b) as duas partículas movem-se em sentidos opostos com velocidades – V e + V.
c) a partícula incidente reverte o sentido do seu movimento, permanecendo a outra em repouso.
d) a partícula incidente fica em repouso e a outra se move com velocidade v.
e) as duas partículas movem-se em sentidos opostos com velocidades – v e 2v.
01. [E]
O atrito realizado produzirá energia de ativação.
02. [B]
03. [B]
Energia de ativação não aumenta com a elevação de temperatura, mas sim ajuda na sua diminuição.
04. [D]
Em um choque perfeito de partículas, há troca de velocidades. Assim, uma manterá em repouso, enquanto a outra assume a velocidade da que, agora, repousa.