A Constante de Velocidade de uma Reação de Segunda Ordem Constante de Velocidade de uma Reação de Segunda Ordem

Dados Experimentais

Parte I

Após verter os tubos A nos respectivos tubos B, começou-se a contagem do cronômetro, este foi parado após a solução adquirir uma coloração azul, lembrando que conforme o número do tubo aumentava, a concentração de tiossulfato aumentava. Os tempos que cada solução demorou para adquirir sua coloração podem ser encontrados na tabela 1.

Tabela 1 – Tempo que cada tubo demorou para atingir a coloração desejada.

Tubo	Tempo (s ± δs)
1	34,12 ± 0,01
2	42,44 ± 0,01
3	52,75 ± 0,01
4	71,38 ± 0,01
5	84,13 ± 0,01

Parte II

Semelhante à parte I, a contagem de tempo começou após verter-se os tubos A nos respectivos tubos B, dessa vez, as concentrações de todos os tubos A eram iguais e dos tubos B também, a variante era a temperatura, ou seja, para cada temperatura diferente, foi observado um tempo de viragem diferente, os tempos e as respectivas temperaturas que cada solução levou para virar podem ser encontrados na tabela 2.

Tabela 2 – Tempo para cada tubo em uma certa temperatura para atingir a coloração desejada.

Tubo	Temp. (ºC ± δºC)	Temp. (K ± δK)	Tempo (s ± δs)
1	51,00 ± 0,05	324,15 ± 0,05	12,18 ± 0,01
2	45,00 ± 0,05	318,15 ± 0,05	15,16 ± 0,01
3	40,00 ± 0,05	313,15 ± 0,05	21,43 ± 0,01
4	35,00 ± 0,05	308,15 ± 0,05	32,38 ± 0,01
5	30,50 ± 0,05	303,65 ± 0,05	39,03 ± 0,01
6	25,30 ± 0,05	298,45 ± 0,05	52,63 ± 0,01
7	20,40 ± 0,05	293,55 ± 0,05	71,66 ± 0,01
8	15,00 ± 0,05	288,15 ± 0,05	107,69 ± 0,01

Cálculos e Resultados

Parte I

Lembrando que as reações ocorrem da forma:

S2O82- + 2I-   →    2SO42- + I2

I2 + 2S2O32-      →      S4O62- + 2I-

Podemos observar pela estequiometria da reação que o consumo de persulfato de potássio equivale à metade do consumo de tiossulfato de sódio, sabendo que a solução adquire cor azul quando o tiossulfato é totalmente consumido, calcula-se a quantidade de persulfato que foi consumido determinando sua concentração final. No primeiro tubo, temos:

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

Logo, a concentração de persulfato ao final da reação é dado por:

[pic 4]

[pic 5]

Tabela 3 – Concentrações de tiossulfato, persulfato e iodeto após combinar os tubos e concentração de persulfato ao fim da reação.

Tubo	[S2O32-]0 (mol/L)	[S2O82-]0 (mol/L)	[I-]0 (mol/L)	[S2O82-]azul (mol/L)
1	0,00333	0,0333	0,0333	0,0316
2	0,00417	0,0333	0,0333	0,0312
3	0,00500	0,0333	0,0333	0,0308
4	0,00667	0,0333	0,0333	0,0300
5	0,00833	0,0333	0,0333	0,0291

Sendo uma reação de pseudoprimeira ordem, a velocidade será dada por:

[pic 6]

Na forma integrada é escrita como:

[pic 7]

        Para a primeira reação teremos então:

[pic 8]

[pic 9]

        Portanto, fazendo as outras contas e então uma média aritmética simples, a constante de velocidade observada média será:

[pic 10]

        Teoricamente, temos que a reação é de segunda ordem e será dada por

[pic 11]

Porém, experimentalmente ela será dada como pseudoprimeira, ou seja, as velocidades com e sem o Iodo serão as mesmas, porém as constantes serão diferentes, a que considera o iodo será chamada de constante de velocidade total “k”, além disso, sabe-se também que a concentração de iodo é constante para todos os tubos e é igual à 0,0333 mol/L, igualando as duas equações de velocidade, temos: