A CINÉTICA DA REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO DO ACETATO DE ETILO COM HIDRÓXIDO DE SÓDIO

[pic 1]

  Docente: Rosa Pilão

24/03/2021

Trabalho experimental

CINÉTICA DA REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO DO ACETATO DE ETILO COM HIDRÓXIDO DE SÓDIO

Alunos:

Eliane cassoma 1190022 2da

Inês Pinto 1191615 2Da

Margarida Crespo 1191216 2DA

Licenciatura em Engenharia Química

U.C: Laboratório IV

Sumário

O presente trabalho teve como objetivo a determinação dos parâmetros da lei cinética (ordem da reação e constante de velocidade) da reação de saponificação do Acetato de Etilo com Hidróxido de Sódio, em reator descontínuo e operando isotermicamente.

Quando o acetato de etilo é reagido com uma base forte, é hidrolisado e essa reação é chamada de saponificação. A reação é complexa e não elementar, com várias reações intermediárias. Sendo assim, faz-se necessário estudar e conhecer os métodos cinéticos, que consistem em análises de correlações baseadas em dados cinéticos, oriundos de procedimentos experimentais.

Nesse trabalho aplicou-se o método integral com o objetivo de encontrar uma ordem de reação que satisfizesse as condições reacionais do processo. Com base nesses dados, gráficos da concentração do Hidróxido de Sódio em função do tempo foram realizados, possibilitando o cálculo da ordem da reação.

O trabalho consiste em duas experiências, sendo que a experiência 2 difere da 1 na medida em que as quantidades de hidróxido de sódio e de Acetato de Etilo não estão em quantidades equimolares.

Realizada a atividade experimental, obtiveram-se os seguintes valores para a constante cinética da reação k= 0,0777 L. mol-1. s-1 na Experiência 1 e 0,0731 L. mol-1. s-1 na Experiência 2, para a temperatura de 25,5 ºC. Estes valores foram posteriormente comparados e mostraram-se coerentes com a literatura proposta por KRÜGER et al. (2013), que determina uma faixa para a reação em questão entre 0 e 2. Relativamente ao outro parâmetro a avaliar, obteve-se um valor para a ordem da reação de 1, para a Experiência 1, e de 2, para a Experiência 2.

Com base nos resultados obtidos, pode-se verificar que nas duas experiências, os valores são muito semelhantes. Porém a diferença nos valores poderá ser justificada pelo facto de, na primeira, as quantidades de reagente estarem em quantidades equimolares, o que leva a um valor da constante superior à constante da segunda, uma vez que, como os reagentes não estão em quantidades equimolares, há um reagente limitante, fazendo com que os compostos reajam efetivamente, provocando um aumento no valor da conversão.

Índice

Introdução Teórica        3

Parte experimental        6

Resultados e discussão        7

Conclusão        9

Bibliografia        10

Anexos        11

Anexo A- Dados correspondentes à experiência 1        11

Anexo B- Dados correspondentes à experiência 2        13

Introdução Teórica

Em engenharia química, a cinética das reações químicas foi desenvolvida como forma de avaliar o quão rápido acontecem os processos industriais, ou seja, estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que a alteram. Isso tem como finalidade, em meio ao atual ritmo e dinamismo do mercado mundial, obter meios para se produzir com mais eficiência em cada vez menos tempo (FOGLER, 2012; FROST, 1952).

A cinética química está relacionada ao estudo do comportamento das variações das concentrações das espécies químicas envolvidas em uma reação com respeito ao tempo. A velocidade de consumo ou produção das espécies é expressa a partir de equações diferenciais ordinárias denominadas de leis de velocidade diferenciais (1). A obtenção dos perfis de concentração em função do tempo para as espécies químicas envolvidas na reação é realizada a partir da integração das leis de velocidade diferenciais, resultando nas leis de velocidade integradas, funções matemáticas que relacionam as concentrações das espécies com o tempo. [4]

 (1)[pic 2]

Onde,

      a e b- Expoentes da ordem da reação

      k- Constante cinética da reação (L. mol-1. s-1)

- Concentrações das espécies (mol. L-1)[pic 3]

                               - Velocidade de desaparecimento da espécie A       [pic 4]

  (mol. L-1. s-1)[pic 5]

Para uma boa performance do processo, é importante algumas aplicações de ferramentas da cinética de reações, como a velocidade de reação e a ordem de reação. A velocidade de reação é o consumo de um número de moles de uma espécie química com a formação de outra espécie química (FOGLER, 2006). A ordem de reação, é a soma dos expoentes que estão elevados as concentrações, na equação da velocidade, apresentando-se em ordem zero, um e dois.

Nesta atividade experimental, estuda-se a cinética da reação de saponificação entre o acetato de etilo com o hidróxido de sódio, tendo como objetivo abranger a sua ordem de reação e desenvolver a equação da velocidade da reação.

Conhecida também por hidrólise alcalina, a reação de saponificação é um tipo de reação química que ocorre entre um éster e uma base inorgânica, na presença de água e aquecimento, tendo como produtos finais um sal orgânico (sabão) e um álcool. Assim, quando o acetato de etilo reage com o hidróxido de sódio (NaOH), ocorre a formação de acetato de sódio e álcool etílico (FROST, 1952). A reação de saponificação é complexa, com várias reações intermediarias. Sendo assim, faz -se necessário estudar e conhecer os métodos cinéticos, sendo a lei cinética da reação em estudo expressa da seguinte forma: