A CINÉTICA E REATORES QUÍMICOS

1. INTRODUÇÃO

Reatores químicos são vasos preparados para comportar reações

químicas em escala industrial, tendo como principal função, converter os

reagentes nos produtos em condições controladas. O projeto de um reator é

feito considerando múltiplos aspectos para obter a maximização dos valores da

reação, possuindo um alto rendimento e gerando o mínimo de custos

possíveis. 4,8

Entre os fatores a serem analisados ao projetar um reator químico está

a cinética de reação. A cinética química ou de reação é a área que estuda a

velocidade das reações químicas e os fatores que alteram essa velocidade. No

ramo industrial, muitas vezes é importante controlar as reações, tornando-as

mais rápidas ou mais lentas.

9,10

As velocidades das reações são definidas com base nas leis empíricas,

denominadas leis da velocidade, que são deduzidas a partir do efeito de

diversos fatores no andamento da reação. Alguns exemplos desses

influenciadores das reações são as concentrações dos reagentes, a superfície

de contato, pressão, temperatura, propriedades internas da substância e a

presença de catalisadores. 10

A Lei da Cinética da Reação relaciona a rapidez de uma transformação

química com as concentrações dos reagentes através da equação da

velocidade, que também apresenta a constante da reação (k). A equação da

velocidade de reações com etapas intermediárias só podem ser determinadas

experimentalmente. 5

A constante da reação ou de velocidade é a taxa em que a ração

química ocorre dependendo de uma série de variáveis, ou seja, a parte da

equação da velocidade que engloba outros fatores que influenciam o

andamento da reação, além da concentração. 2,5

Entre essas variáveis se encontra a energia de ativação, que é a

energia mínima necessária que as moléculas devem possuir para reagirem, e o

fator de frequência, que é o valor da constante de velocidade quando a

temperatura chega ao infinito. O fator de frequência auxilia na caracterização

das substancias com base na dependência delas entre taxas de reações e a

temperatura. 2

A reação de saponificação, também conhecida como hidrólise alcalina,

acontece quando um éster reage com uma solução aquosa de base inorgânica

gerando sal orgânico e álcool. Esta é uma reação considerada complexa por

possuir um conjunto de etapas intermediárias com reações elementares. 11.12

Um exemplo dessa reação é a saponificação do acetato de etila com

hidróxido de sódio. O Acetato de etila é um éster simples muito utilizado como

solvente polar, sendo um líquido incolor e com odor Frutal característico, é

relativamente pouco volátil. O Hidróxido de sódio (NaOH) é caracterizada por

ser uma base forte, usada para neutralizar ácidos fortes e tornar um meio

reacional rapidamente alcalino.

3,6

O Ácido clorídrico (HCl) é um ácido inorgânico forte, utilizado como

catalisador em reações orgânicas, para decapagem ácida, regeneração de

resina de troca iônica, entre outros. Nesse experimento, ele age como um

“conservante”, pois sua função é parar a saponificação do acetato de etila ao

reagir com o NaOH. 7

A validação de um método é uma avaliação que garante que o

processo faz aquilo que é indicado para realizar, de acordo com as exigências

legais ou fim proposto. 1

Tendo em mente a importância da cinética química e as variáveis que

podem ter influencia sobre ela, esse trabalho tem como finalidade determinar o

fator de frequência, a energia de ativação e a constante da taxa da reação de

hidrólise do acetato de etila em meio alcalino a diferentes temperaturas.

Também tem se como objetivo verificar a validade do método apresentado.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1) Materiais utilizados:

1- 6 béqueres de 250 mL

2- 6 béqueres de 500 mL

3- Peras de borracha

4- Termômetro

5- 24 pipetas graduadas de 5 ou 10 mL

6- 24 erlenmeyers de 125 mL

7- 2 pipeta de 15 ou 25 mL

8- 2 proveta de 50 mL

9- 2 proveta de 100 mL

10- 2 buretas de 25 mL

11- Bacia pequena

12- Cronômetro

2.2) Reagentes utilizados:

1- Solução de NaOH 0,2062 M padronizada

2- Solução aquosa de acetato de etila 0,2M

3-