Cinética Química

I- OBJETIVO

Demonstrar por uma metodologia simples, os fatores que influenciam a velocidade de uma reação química, pelo ponto de vista da Teoria das Colisões: a natureza química dos reagentes, a concentração, a temperatura e a presença de catalisadores.

II- INTRODUÇÃO

A cinética química, também conhecida como cinética de reação, é uma ciência que estuda a velocidade das reações químicas de processos químicos e os fatores que as influenciam.

Pode se definir reações químicas como sendo um conjunto de fenômenos nos quais duas ou mais substâncias reagem entre si, dando origem a diferentes compostos. Equação química é a representação gráfica de uma reação química, onde os reagentes aparecem no primeiro membro, e os produtos no segundo.

A + B C + D

Reagentes Produtos

O conhecimento e o estudo das reações, além de ser muito importante em termos industriais, também estão relacionados ao nosso dia a dia.

A velocidade de uma reação é a rapidez com que os reagentes são consumidos ou rapidez com que os produtos são formados. A combustão de uma vela e a formação de ferrugem são exemplos de reações lentas. Na dinamite, a decomposição da nitroglicerina é uma reação rápida.

As velocidades das reações químicas são determinadas através de leis empíricas, chamadas leis da velocidade, deduzidas a partir do efeito da concentração dos reagentes e produtos na velocidade da reação.

As reações químicas ocorrem com velocidades diferentes e estas podem ser alteradas, porque além da concentração de reagentes e produtos, as velocidades das reações dependem também de outros fatores como:

Concentração de reagentes: quanto maior a concentração dos reagentes maior será a velocidade da reação. Para que aconteça uma reação entre duas ou mais substâncias é necessário que as moléculas se choquem, de modo que haja quebra das ligações com consequente formação de outras novas. O número de colisões irá depender das concentrações de A e B

Superfície de contato: um aumento da superfície de contato aumenta a velocidade da reação. Um exemplo é quando dissolvemos um comprimido de sonrisal triturado e ele se dissolve mais rapidamente do que se estivesse inteiro, isto acontece porque aumentamos a superfície de contato que reage com a água.

Pressão: quando se aumenta a pressão de um sistema gasoso, aumenta-se a velocidade da reação.

Temperatura: quando se aumenta a temperatura de um sistema, ocorre também um aumento na velocidade da reação. Aumentar a temperatura significa aumentar a energia cinética das moléculas. No nosso dia a dia podemos observar esse fator quando estamos cozinhando e aumentamos a chama do fogão para que o alimento atinja o grau de cozimento mais rápido.

Catalisadores: os catalisadores são substâncias que aceleram o mecanismo sem sofrerem alteração permanente, isto é, durante a reação eles não são consumidos. Os catalisadores permitem que a reação tome um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação, fazendo com que a reação se processe mais rapidamente. É importante lembrar que um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de menor tempo.

III- PARTE EXPERIMENTAL

1. Materiais

Equipamentos e vidrarias:

15 Tubos de ensaio

01 Estante para tubos

01 Béquer de 250 mL, marca EduLab;

01 Pipeta DG classe A 1mL

Placa de aquecimento, marca IKARET basic, safetycontrol;

01 Pêra de sucção;

02 Espátulas tipo canaleta

Reagentes:

Água destilada

Gelo

Ácido clorídrico, HCL 37% Vetec P.A. Val:11/2015, soluções 0,6M, 6M, 12M

Ácido Sulfúrico, H2SO4 Vetec P.A. Val: 05/2015

Solução de tiossulfato de sódio, Na2S2O3 5%

Solução de metabissulfito de sódio Na2S2O5 0,05M

Solução de amido

Solução de iodeto de potássio, KIO3 0,05M

Solução de cloreto de ferro III, FeCl3 0,1M

Zinco em grão

Zinco em pó

Solução de oxalato de sódio, Na2C2O4 0,1M

Solução de permanganato de potássio, KMnO4 0,1M

Solução de peróxido de hidrogênio, H2O2 3%

Dióxido de manganês, MnO2

Solução saturada de tiocianato de potássio, KSCN

Solução de sulfato de cobre, CuSO4 0,1M

Nitrato de potássio em cristal, KNO3

2. Métodos

2.1.1Concentração dos reagentes

Misturou-se em dois tubos de ensaio 0,5mL de água e uma gota de solução 5% de tiossulfato de sódio. Juntou-se ao mesmo tempo a um dos tubos 5 gotas de solução HCL 0,6mol/L e ao outro 5 gotas de solução HCL 6mol/L.

Na2S2O3(aq) + 2HCL 2NaCl(aq) + SO2(g) + S(s) + H2O(l)

O esperado seria a visualização do gás SO2 evaporando da solução com HCL 6mol/L e a precipitação do S(s). Porém a evaporação não foi visualizada.

2.1.2 Relógio Químico de Landolt

A) Num tubo de ensaio com 3mL de água destilada adicionou-se 3mL de solução 0,05mol/L de metabissulfito de sódio e 4 gotas de solução de amido.

B) Em outro tubo com 4,5mL de água destilada juntou-se 1,5mL de solução de metabissulfito e 4 gotas de solução de amido.

Adicionou-se então a cada tubo de ensaio, 6mL de solução de iodeto de potássio 0,05mol/L

Verificou-se que no tubo A houve maior formação de precipitado marrom rapidamente,