2.12 : Previsão de resultados de reação

A cinética descreve a velocidade e o caminho pelo qual uma reação ocorre. Em contraste, a termodinâmica lida com funções de estado e descreve as propriedades, o comportamento e os componentes de um sistema. Ela não se preocupa com o caminho percorrido pelo processo e não pode abordar a velocidade na qual uma reação ocorre. Embora forneça informações sobre o que pode acontecer durante um processo de reação, não descreve as etapas detalhadas do que aparece em nível atômico ou molecular. Por outro lado, a cinética fornece informações em nível atômico ou molecular. Resumindo, a termodinâmica concentra-se na energética dos produtos e dos reagentes, enquanto a cinética concentra-se no caminho dos reagentes aos produtos. Os processos industriais onde o valor de ΔG é negativo e o valor correspondente de K é maior que um são demasiado lentos para serem economicamente rentáveis. Nesses casos, uma reação termodinamicamente não espontânea pode ocorrer espontaneamente alterando as condições de reação, como variar pressão ou temperatura, fornecer uma fonte externa de energia na forma de eletricidade etc.

Átomos, moléculas ou íons devem colidir antes de poderem reagir entre si. Os átomos devem estar próximos para formar ligações químicas. Essa premissa é a base para uma teoria que explica muitas observações relativas à cinética química, incluindo fatores que afetam as taxas de reação. A teoria das colisões é baseada nos postulados de que (I) a velocidade de reação é proporcional à velocidade de colisões dos reagentes, (II) as espécies reagentes colidem em uma orientação que permite o contato entre os átomos que se tornam ligados no produto e (III) a colisão ocorre com energia adequada para permitir a penetração mútua nas camadas de valência das espécies reagentes para que os elétrons possam se reorganizar e formar novas ligações (e novas espécies químicas). Quando as espécies reagentes colidem com a orientação correta e com energia de ativação suficiente, elas se combinam para formar uma espécie instável chamada complexo ativado ou estado de transição. Essas espécies têm vida curta e geralmente são indetectáveis ​​pela maioria dos instrumentos analíticos. Em alguns casos, medições espectrais sofisticadas podem observar estados de transição. A teoria da colisão explica por que a maioria das taxas de reação aumenta à medida que a temperatura aumenta; com o aumento da temperatura, a frequência das colisões aumenta. Mais colisões significam uma velocidade de reação mais rápida, presumindo que a energia das colisões seja adequada.