CINÉTICA QUIMICA E EQUILIBRIO QUIMICO - RELATORIO

CINÉTICA QUIMICA E EQUILIBRIO QUIMICO

(AULA PRÁTICA Nº 9 E 10)

1) Objetivo

O objetivo da prática de cinética química é verificar experimentalmente alguns fatores que determinam ou influenciam a velocidade das reações, tais como: temperatura, concentração, catalisadores e superfície de contato. Observar quantitativamente a influência da concentração e da temperatura na velocidade das reações a partir da análise do tempo necessário para que uma reação ocorra. O objetivo da prática de equilíbrio químico é verificar a influência da temperatura e da concentração no deslocamento de um equilíbrio químico e demonstrando a versatilidade das reações químicas.

2) Fundamento Teórico

Cinética química

A cinética está relacionada ao movimento, quando pensamos nela da maneira em que a física nos ensinou a raciocinar. Todavia, nas reações químicas, não há movimento, mas sim mudanças de concentração, e este é o suporte de nossos estudos.

A cinética química é utilizada para explicar o estudo quantitativo das variações de concentração com o tempo quando acontece uma reação química.

A finalidade principal da cinética é o estudo da velocidade das reações químicas, e para isto é preciso o conhecimento do avanço de métodos experimentais que permitam medir as velocidades das reações, desde as mais lentas até as mais explosivas; o estudo dos fatores que influenciam nas velocidades das reações; e o estudo da trajetória percorrido pelas reações. O estudo cinético em sua quase universalidade depende de valores experimentais da reação que está sendo estudada. A velocidade de uma reação é interpretada como sendo a variação da concentração de um reagente por unidade de tempo. Essas concentrações são normalmente expressas em mol por litro (mol/L), e o tempo em minutos (min) ou segundos (s).

Equilíbrio químico

As reações estudadas em química não ocasionam de uma transformação completa de reagentes em produtos, uma vez que todas elas podem alcançar um equilíbrio, visto que isto nem sempre seja perceptível. No estado de equilíbrio, a razão entre a concentração de reagentes e produtos é constante.

Denotamos que a velocidade da reação direta é igual á velocidade da reação inversa, sendo assim elas não são mais observadas em modificações macroscópicas no sistema em estudo. Exprime-se que o equilíbrio químico é dinâmico, desse modo às reações direta e inversa continuam a ocorrer, com velocidades iguais, porém opostas.

As concentrações das substâncias em equilíbrio, numa temperatura estabelecida, guardam entre si uma relação exposta que é expressa pela equação genérica da constante de equilíbrio, K.

aA (aq) + bB(aq) cC (aq) + c=dD (aq)

 

A posição do equilíbrio é independente da forma como este equilíbrio foi alcançado. Contudo, esta ordenação é modificada pela aplicação de forças externas, como mudanças de temperatura, de pressão, de volume ou na concentração total de um reagente ou produto.

O principio de Lê Chatelier designa que a posição do equilíbrio sempre mudará na direção que desequilibre ou minimize a ação de uma força externa aplicada ao sistema. Isto significa que, se ocorrer aumento da temperatura de um sistema reacional, ocasiona-se a reação química que auxilia para resfriar o sistema. Ou ainda se ocorrer aumento, o aumento intencional de um dado reagente ou produto, o equilíbrio favorecerá a reação de consumo desta substancia em excesso ate que seja readquirido um novo equilíbrio.

No entanto, evidencia-se que o excesso de reagente ou produto adicionado ao sistema, nunca é integralmente consumido. Com o intuito que, a constante de equilíbrio (k) permaneça constante, pressupondo que a temperatura não mude. Com tal característica, quando um elemento é removido do sistema em equilíbrio, acontecerá um deslocamento para recolocar este elemento, sendo que esta reposição nunca é total para que K permaneça constante.

3) Materiais e Reagentes

Tubos de ensaio

Bico de Bunsen

Conta gotas

Espátula

Kitassato com mangueira

Béquer

Fenolftaleína

Ferro metálico em pó

Ferro metálico (peça)

Solução de tiossulfato de sódio 0,1 M

Solução de acido clorídrico 0,1 M

Solução de acido clorídrico 6,0 M

Peroxido de hidrogênio

Solução de ácido sulfúrico 1 M

Solução de permanganato de potássio 0,1 M

Oxido de manganês IV (sólido)

Carbonato de sódio (sólido)

Carbonato de amônio (sólido)

Agua destilada

Detergente amoníaco

4) Procedimento Experimental

Cinética química

- Experimento I – Efeito da temperatura na velocidade de uma reação

a) Utilizamos dois tubos de ensaio, devidamente identificados. Adicionamos em cada, 3 mL de solução de permanganato de potássio 0,1 M, 1 mL de acido sulfúrico 1 M e pó de ferro;

b) No tubo 1, deixamos em temperatura ambiente. No tubo 2, aquecemos na chama do bico de Bunsen.

- Experimento II – Efeito da concentração de reagentes na velocidade de uma reação

a) Utilizamos dois tubos de ensaio, devidamente identificados. Adicionamos em cada, 1 mL de solução de tiossulfato de sódio 0,1 M;

b) No tubo 1, adicionamos 1 mL de acido clorídrico 0,1 M. No tubo 2, adicionamos 1 mL de acido clorídrico 6,0 M.