O Experimento Cinética Química

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL

INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA - IQB

JOSÉ RONALDO DE ARAÚJO

EXPERIMENTO 08: CINÉTICA QUÍMICA

                        PROFESSORA: MARINA MAGALHÃES

Maceió/AL

23 de Abril de 2018

1. RESUMO

O presente relatório descreve os experimentos desenvolvidos na ultima aula no dia 16 de abril de 2018, da disciplina de Química Geral Experimental 01, do curso de Química Tecnológica e Industrial, no campus Maceió da universidade federal de alagoas–UFAL. O relatório expõe a influem de alguns fatores específicos em relação à velocidade das reações químicas.

Foi possível avaliar esses fatores durante a pratica dos experimentos, onde as amostras foram expostas a temperaturas diferentes, concentração de reagentes diferentes e isso se mostraram satisfatório, pois em cada caso obtiveram-se resultados satisfatórios para a condição aplicada.

Assim, a reação de Landolf ou “reação do relógio de iodo”, mostrou-se fundamental para a analise de aspectos fundamentais para o estudo da cinética das reações químicas.

1. INTRODUÇÃO

As reações químicas de modo geral levam tempo para ocorrer, algumas levam muito tempo e outras acontecem de maneira muito rápida, por exemplo, a oxidação dos metais ou a mudança da coloração das folhas das árvores são tipos de reações químicas que levam muito tempo. Por outro lado, existem reações que são muito rápidas como acender um fósforo.

Segundo Russel, John B. (1994, p. 14) “a velocidade de uma reação é a medida da rapidez com que se formam os produtos e se consomem os reagentes”. Existem alguns fatores que podem influenciar a velocidade das reações, são eles:

1. Estado físico dos reagentes;
2. Concentrações dos reagentes;
3. Temperatura;
4. Catalisador;
5. Superfície de contato.

1. Estado físico dos reagentes: Os reagentes devem entrar em contato para reagir, assim quanto mais livremente às moléculas se chocam ou entram em contato umas com as outras mais rapidamente elas reagem, assim reações químicas em meio homogêneo, onde os reagentes estão dissolvidos na mesma fase ou mesmos estados físicos, sendo solúveis mutuamente. Entretanto, reações químicas em meio heterogêneo, os reagentes envolvidos estão em diferentes estados físicos, assim limitando a superfície de contato entre eles;
2. Concentrações dos Reagentes: Quando a concentração de um ou mais reagentes é aumentada, as reações tendem a ser mais rápidas, pois aumenta a frequência de que choque entre as moléculas, aumentando também a velocidade da reação;
3. Temperatura: Com o aumento da temperatura, há um aumento da energia cinética das moléculas, da velocidade das moléculas, do número de choques efetivos entre as moléculas é como se houvessem uma excitação das moléculas consequentemente aumentando a velocidade da reação química. Entanto, quando se diminui a temperatura, os efeitos são contrários;
4. Catalisador: A presença de um catalisador aumenta a velocidade da reação química, mas não participa da formação dos produtos, sendo completamente regenerados no fim do processo;

A velocidade de uma reação química é a variação da concentração de um dos produtos (dy) ou a variação da concentração de um dos reagentes (dx) por unidade de tempo (dt), definida pela equação:

[pic 1]

Onde quando a referência de variação de concentração for de um dos reagentes a definição da formula é:

[pic 2]

É negativa, pois à medida que formam os produtos os reagentes são consumidos.

Quando a referência for à variação de concentração de um dos produtos a definição da formula é:

[pic 3]

1. OBJETIVO

Demostrar alguns aspectos fundamentais da cinética de reações químicas, especialmente o efeito da concentração dos reagentes e da temperatura sobre a velocidade das reações químicas;

1. EXPERIMENTAL

1. Materiais:

1. Cronômetro;
2. Banho-maria;
3. Termômetro;
4. Proveta de 100 mL;
5. 02 Erlenmeyer de 200 mL;
6. Gelo triturado.

1. Reagentes e Soluções:

1. Iodato de Potássio (KIO3);
2. Sulfito de Sódio (Na2SO3);
3. Ácido Sulfúrico Concentrado (H2SO4);
4. Etanol (C2H6O);
5. Amido Solúvel;
6. Iodeto de Mercúrio (HgI2).

1. Prática Experimental:

1. Experimento 01: Preparo de Soluções

OBS 01: A eventual presença de impurezas nas vidrarias e/ou soluções pode comprometer o êxito nos procedimentos experimentais.

OBS 02: As soluções 01, 02 e 03 foram preparadas pelos técnicos dos laboratórios da UFAL.

• Solução 1: 1 g de amido solúvel em 500 mL de água destilada fria (Mistura-se 1 g de Amido solúvel com 20 mL de água destilada fria adiciona-se esssa mistura a 500 mL de água destilada fervendo, com agitação, deixa-se esfriar, decanta-se e adiciona-se 5 mg de iodeto de mercúrio (HgI2) para evitar a formação de fungos);
• Solução 02: (Deve ser preparada com, no máximo, 24 horas de antecedência): 8 g ácido sulfúrico concentrado (H2SO4), 20 mL de Etanol (C2H6O) e 2,32 g de sulfito de sódio ((Na2SO3), dissolvidos em 2 L de água destilada;
• Solução 03: 8,6 g de iodato de potássio (KIO3) em 2 L de água destilada.

1. Experimento Parte A: Procedimento Padrão

Passo a passo:

1. Colocou-se 100 mL de água destilada em um erlenmeyer de 200mL, em seguida, adicionou-se 5 mL da solução 01 e após 20 mL da solução 02, agitou-se bem para uma boa homogeneização;
2. Observou-se a temperatura da solução resultante e anotou-se;
3. Adicionou-se rapidamente e com agitação forte 20 ml da solução 03 e simultaneamente acionou-se o cronômetro;
4. Mantida a agitação forte até a mudança da coloração da solução para azul conforme figura 01:

Figura 01 – Solução após mudança de coloração

[pic 4]

                Fonte: Ronaldo (2018)

1. No exato momento da mudança de coloração foi parado o cronômetro;
2. Anotou-se o tempo de reação obtido.

1. Experimento Parte B: Efeito da concentração dos reagentes

Passo a passo: Procedimento B1 (Utilizando 50 mL de água destilada)

1. Colocou-se 50 mL de água destilada em um erlenmeyer de 200mL, em seguida, adicionou-se 5 mL da solução 01 e após 20 mL da solução 02, agitou-se bem para uma boa homogeneização;
2. Observou-se a temperatura da solução resultante e anotou-se;
3. Adicionou-se rapidamente e com agitação forte 20 ml da solução 03 e simultaneamente acionou-se o cronômetro;
4. Mantida a agitação forte até a mudança da coloração da solução para azul;
5. No exato momento da mudança de coloração foi parado o cronômetro;
6. Anotou-se o tempo de reação obtido.

Passo a passo: Procedimento B2 (utilizando 150 mL de água destilada)

1. Colocou-se 150 mL de água destilada em um erlenmeyer de 200mL, em seguida, adicionou-se 5 mL da solução 01 e após 20 mL da solução 02, agitou-se bem para uma boa homogeneização;
2. Observou-se a temperatura da solução resultante e anotou-se;
3. Adicionou-se rapidamente e com agitação forte 20 ml da solução 03 e simultaneamente acionou-se o cronômetro;
4. Mantida a agitação forte até a mudança da coloração da solução para azul;
5. No exato momento da mudança de coloração foi parado o cronômetro;
6. Anotou-se o tempo de reação obtido.

1. Experimento Parte C: Efeito da Temperatura

Passo a passo: Procedimento C1 ( Utilizando 100 mL de água destilada gelada)

1. Colocou-se 100 mL de água destilada gelada em um erlenmeyer de 200mL, em seguida, adicionou-se 5 mL da solução 01 e após 20 mL da solução 02, agitou-se bem para uma boa homogeneização;
2. Manteve-se a solução em banho de gelo durante todo o procedimento;
3. Observou-se a temperatura da solução resultante e anotou-se;
4. Adicionou-se rapidamente e com agitação forte 20 ml da solução 03 e simultaneamente acionou-se o cronômetro;
5. Mantida a agitação forte até a mudança da coloração da solução para azul, conforme figura 02;

Figura 02: Solução após mudança de coloração em banho de gelo

[pic 5]

Fonte: Ronaldo (2018)

1. No exato momento da mudança de coloração foi parado o cronômetro;
2. Anotou-se o tempo de reação obtido.

Passo a passo: Procedimento C2 (Utilizando água destilado quente à 40ºC)

1. Colocou-se 100 mL de água destilada quente a 40ºC em um erlenmeyer de 200 mL, em seguida, adicionou-se 5 mL da solução 01 e após 20 mL da solução 02, agitou-se bem para uma boa homogeneização;
2. Observou-se a temperatura da solução resultante e anotou-se;
3. Adicionou-se rapidamente e com agitação forte 20 ml da solução 03 e simultaneamente acionou-se o cronômetro;
4. Mantida a agitação forte até a mudança da coloração da solução para azul;
5. No exato momento da mudança de coloração foi parado o cronômetro;
6. Anotou-se o tempo de reação obtido.

[pic 6]

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Experimento Parte A: Após realização do procedimento experimental conforme descrito no item 4.3.2., observou-se que solução incolor, tornou-se repentinamente em azul intensa no tempo de 33 segundos e 77 centésimos de segundos e temperatura de 27ºC.