A CINÉTICA QUÍMICA

1. INTRODUÇÃO:

        Uma reação química é um rearranjo de átomos provocado pelas colisões (choques) entre as partículas dos reagentes. Para que ocorra uma reação química duas condições são necessárias: haver afinidade entre as substâncias; haver colisões entre as moléculas dos reagentes que levam a quebra de suas ligações para formação de novas ligações -rearranjo dos átomos dos reagentes para formação dos produtos- (CDCC, 2013).

Alguns fatores alteram a frequência de colisão entre os reagentes de uma reação química, aumentando ou diminuindo a velocidade com que ela ocorre. Tais fatores podem ser: temperatura, pressão, concentração de reagentes, superfície de contato, catalisador ou inibidor. Assim, algumas reações são extremamente rápidas como a reação de combustão instantânea entre os gases hidrogênio, na propulsão dos ônibus espaciais enquanto que outras extremamente lentas como fermentação do suco de uva na produção de vinho, podendo demorar meses para ocorrer (FORGAÇA, 2018).

Uma reação química é considerada rápida quando apresenta grande consumo de seus reagentes em um curto intervalo de tempo e, consequentemente, uma rápida formação de produtos. As reações lentas são aquelas em que, como o nome sugere, os reagentes combinam-se lentamente e ocorrem em longos períodos de tempo.

A reação de Landolt , também conhecida como “reação do relógio de iodo”, é um dos exemplos mais adequados para demonstrar alguns aspectos fundamentais da cinética de reações químicas. A reação de Landolt consiste em uma solução de iodato de potássio que é adicionada a uma solução acidificada de bissulfito de sódio contendo amido (indicador de Iodo, responsável pela formação de um complexo azul), que após certo tempo de reação, a mistura inicialmente incolor torna-se subitamente azul.

Essa clássica reação relógio baseia-se na oxidação lenta do íon iodeto a iodo (eq. 2), seguida da redução rápida do iodo novamente a iodeto (eq. 3). O experimento é cuidadosamente montado de modo a esgotar, depois de um período de tempo, o agente redutor, permitindo então que prevaleça a reação lenta de oxidação do iodeto a iodo (FORGAÇA, 2018).

Na reação de Landolt, ocorre uma sequência de reações:

Primeira reação (lenta):

IO3-(aq) +3HSO3-(aq) → I-(aq) +3SO-24(aq) + 3H +(aq)                         (1)

Segunda reação (lenta):

IO3-(aq) +5I- (aq) + 6H+(aq) → 3I2(aq) +3H2O(I)                                   (2)

Terceira reação (rápida):

I2(aq) +HSO3-(aq) + H2O(I) → 2I-(aq) + SO-24(aq) + 3H +(aq)              (3)

Quando todo o bissulfito é consumido, o iodo é acumulado no sistema e a mistura muda rapidamente de cor devido à formação de um complexo azul . Na presença de iodeto, a interação do amido com o iodo leva a uma distribuição de complexos com as espécies I3- e I5-. Mas isso não acaba interferindo no experimento. Portanto simplifica se a representação da formação desses complexos nessa seguinte reação:

I2(aq)+ I-(aq) +amido(aq) → amido + I3-(aq)                      (4)

A principal vantagem da reação Landolt é que ela apresenta um ponto bem definido para a sua conclusão, se comparado com outras reações freqüentemente usadas para experimentos de cinética. (Coelho, 2012)

1. MATERIAIS E MÉTODOS

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3. RESULTADOS E DISCUSSÕES:

3.1 Parte 1

Inicialmente em um erlenmeyer contido 50 ml de água destilada adicionou-se 2,5ml da solução III e 10 ml da solução II sob constante agitação. A temperatura observada encontrava-se em 29° C. É importante observar que a fonte adicional de H+ na solução foi dada pela solução II a qual contia ácido sulfúrico o que tornau o meio mais ácido.

Em seguida, rapidamente adicionou-se 10ml da solução I no erlenmeyer (contido a solução II e III) sob constante agitação e iniciado a contagem de tempo até que houve-se a mudança de coloração, com auxílio de um cronômetro.

A etapa inicial da reação pode ser representada pela equação:

IO3- (aq) + 4Na2SO3- (aq) → I- (aq) + 4SO2-(aq) + 8Na+

O iodo (I-) produzido pela interação entre a reação entre a solução I e II é rapidamente reduzido de volta para iodeto (I-) pelos íons sulfitos (SO3-2 ) formados no meio aquoso.

Como a concentração dos íons iodato (IO3-) é maior que a concentração dos íons sulfito (SO3-2), os íons iodeto formados nesta reação, reagem com os íons iodato restantes, quando os íons sulfito forem completamente consumidos produzindo iodo:

5I- (aq) + 6H+(aq) + IO3-(aq) → 3I2 + 3H2O(l)

De acordo com Pilling, (UNIVAP) O iodo molecular forma com o amido existente na solução um composto azul, mostrando que a reação se processou até esse ponto. No entanto, a mistura que inicialmente encontrava-se incolor, apresentou mudança de coloração para amarela.