A Cinética da Reação do Cristal Violeta com NaOH Método Espectrofotométrico

                  Físico-Química Experimental

Experimento 02: Cinética da reação do Cristal Violeta com NaOH – Método Espectrofotométrico

 

 

 

Professora: Lizandra Maira  

Zimmermann

Alunos: André G. Marchi e

 Angelo F. Venturi

 

 

 

 

 

 FURB 2015  

Data do experimento: 11/03/2015

Data de entrega do relatório: 18/03/2015

Temperatura: 27ºC

Pressão: 759mmHg

 

Introdução:

A cinética de reação é utilizada para a determinação da velocidade das reações químicas e também dos fatores que podem vir a influenciar na variação da velocidade com que as reações ocorrem. A velocidade de reação está relacionada com alguns fatores, sendo eles: concentração dos reagentes, se a reação está sendo feita em solução ou em algum outro estado, temperatura, luz, pressão, a presença ou não de catalisadores e os produtos finais.
A rapidez, ou velocidade, de uma reação química indica a variação da quantidade de reagentes e produtos com o passar do tempo de reação. Essa variação pode ocorrer de forma primária, reação de primeira ordem, ou de forma secundária, reação de segunda ordem.
Reações de primeira ordem são descritas pela velocidade ser diretamente proporcional à concentração dos reagentes, ou seja, com o passar do tempo de reação a velocidade diminui visto que os reagentes estão sendo convertidos em produtos. Reações de segunda ordem são caracterizadas por uma dependência da velocidade com o quadrado da concentração dos reagentes. Pode-se ter reações monomoleculares e bimoleculares, para cada um desses casos tem-se equações diferentes, consequentemente, devem ser estudadas de formas diferentes.

Objetivo Principal:  

Determinar a ordem de reação entre o cristal violeta e a hidroxila partir de medidas de espectrofotometria.

 

 

 

Fundamentação Teórica:  

O espectrofotômetro é um aparelho que faz passar um feixe de luz monocromática através de uma solução, e mede a quantidade de luz que foi absorvida e a luz transmitida por essa solução.

Alguns componentes são comuns a todos os espectrofotômetros, como é verificado a seguir. A luz, habitualmente fornecida por uma lâmpada, é fracionada pelo prisma ou rede de difração (monocromador) nos comprimentos de onda que a compõem (luzes monocromáticas). O comprimento de onda selecionado é dirigido para a solução contida em um recipiente transparente (cubeta). Parte da luz é absorvida e parte é transmitida. A redução da intensidade luminosa é medida pelo detector (célula fotelétrica) porque o sinal elétrico de saída do detector depende da intensidade da luz que incidiu sobre ele. O sinal elétrico amplificado e visualizado no galvanômetro em números, é lido como uma absorbância e é proporcional à concentração da substância absorvene existente na cubeta.

[pic 1]

Figura 1. Esquema óptico dos principais componentes do espectrofotômetro. As letras representam: (a) fonte de luz, (b) colimador, (c) prisma ou rede de difração, (d) fenda seletora de X, (e) compartimento de amostras com cubeta contendo solução, (f) célula fotoelétrica, (g) amplificador.

Para o cálculo da absorbância foi utilizado uma máxima de absorção de 583nm no espectrofotômetro. Vale lembrar que a absorbância é a intensidade de radiação absorvida pela solução.

 

Resultados e Discussão:   

Procedimento Experimento 01:

Foram prepararadas 5 soluções aquosas em balões volumétricos de 50 mL, com os seguintes volumes de corante: 5, 6, 7, 8 e 9 mL, completando o volume com água destilada. Sendo assim, medidas as absorbâncias de cada solução.

Balão	V(ml) Corante	Absorbância
1	5	0,153
2	6	0,167
3	7	0,197
4	8	0,214
5	9	0,259

Tabela 01. Dados Experimento Fisico-Quimica-FURB-Março/2015

[pic 2]

Gráfico 01. Dados Experimento de Fisico-Quimica-FURB-Março/2015

Através do coeficiente angular da equação da reta conseguimos calcular então a Absorbância inicial  

Reta obtida     Y= 0,025x + 0,016

Logo temos  0,025 x 9 = 0,255

Assim a absorbância inicial fica em 0,255.

Procedimento Experimento 02:

Preparou-se uma solução do cristal violeta diluindo 12mL da solução em um balão de 25 mL, preparando-se também um solução de NaOH, diluindo 9,6 mL da solução em balão de 25 mL. Após o preparo das soluções transferiu-se as soluções para um Erlenmeyer de 250 mL, acionando o cronômetro. Após isso, esperou-se a solução ficar homogênea e assim que inserida na cubeta para ir dentro do espectrofotômetro. Foram feitas leituras de absorbância a cada 1,5 minutos de reação até 9 medidas serem feitas.  

Leitura	Tempo (s)	At	log At
1	87	0,138	-0,86
2	179	0,078	-1,107
3	270	0,044	-1,35
4	356	0,03	-1,523
5	446	0,023	-1,638
6	540	0,02	-1,699
7	628	0,018	-1,745
8	717	0,017	-1,769
9	807	0,017	-1,769

  Tabela 02. Dados Experimento Fisico-Quimica-FURB-Março/2015

[pic 3]

Gráfico 02. Dados Experimento de Fisico-Quimica-FURB-Março/2015

Traçada a melhor reta, temos o coeficiente angular e podemos obter a pseudoconstante de velocidade. Comparando a equação da reta com a equação da lei de velocidade temos: