O objetivo desse experimento é verificar o efeito e avaliar a eficiência de diferentes catalisadores - homogêneos e heterogêneos

Prática 4

Tarefa 2

O objetivo desse experimento é verificar o efeito e avaliar a eficiência de diferentes catalisadores (homogêneos e heterogêneos) na reação de decomposição da água oxigenada. A água oxigenada se decompõe lentamente à temperatura ambiente e sem a presença de catalisadores. Lembrando que um catalisador é uma substância química que não participa da reação química, ele diminui a energia de ativação e aumenta a velocidade da reação.

Procedimentos:

Para esse experimento, foram usados sempre 5 ml de água oxigenada 10 volumes em cada um dos 4 tubos de ensaio, um para cada catalisador usado, totalizando 20 ml total de água oxigenada. No caso de o catalisador ser homogêneo (mesma fase da água oxigenada) foi utilizado 1 ml do mesmo. No caso do catalisador ser heterogêneo (fase diferente da água oxigenada) foi utilizada uma ponta de espátula do composto. Para a realização do experimento, seguem as seguintes etapas:

Etapa 1

• Medir 5 ml de água oxigenada em um tubo de ensaio;
• Colocar uma ponta de espátula de I2 (catalisador heterogêneo) no tubo de ensaio e após isso, medir 1 ml de NaOH (catalisador homogêneo) e adicionar também ao tubo de ensaio;
• Observar o que acontece antes e após a adição do NaOH.
• Hipótese: O I2 sozinho não é muito reativo com a água oxigenada, por isso a reação continua lenta. Ao se adicionar o NaOH, ele reagirá com o I2 sólido formando iodetos, que são ótimos catalisadores para a reação da composição da água oxigenada. Segue a reação de decomposição da água oxigenada antes e após a adição de NaOH:

I2(s) + 5H2O2(aq) → 2H(aq) + 2IO3(aq) + 4H2O(l) (antes da adição de NaOH)

I2(s) + H2O2(aq) + 2NaOH(aq) → 2Na+(aq) I-(aq) + O2(g) + 2H2O(l) (após a adição de NaOH, destaque para a formação do íon iodeto.)

Etapa 2

• Medir 5 ml de água oxigenada em um tubo de ensaio;
• Colocar 1 ml de KI (catalisador homogêneo) no tubo de ensaio;
• Comparar os resultados observados com os resultados obtidos na etapa 1.

Etapa 3

• Medir 5 ml de água oxigenada em um tubo de ensaio;
• Medir 1 ml de FeCl3 (catalisador homogêneo) e adicionar ao tubo de ensaio;
• Comparar os resultados observados com os resultados obtidos nas etapas anteriores.

Etapa 4

• Medir 5 ml de água oxigenada em um tubo de ensaio;
• Medir 1 ponta de espátula de MnO (catalisador heterogêneo) e adicionar ao tubo de ensaio;
• Comparar os resultados observados com os resultados obtidos nas etapas anteriores.

Após todos esses procedimentos, concluir qual destes foi o catalisador mais eficiente, para ser usado na Tarefa 3. OBS: Caso haja tempo, ao final dos experimentos, repetir as 3 etapas adicionando NaOH em todos os tubos de ensaio e comparar os novos resultados com os anteriores.

Conclusões

Após realizados todos os experimentos, verificou-se que o catalisador mais eficiente foi o KI. Chegou-se a essa conclusão pela observação da formação de bolhas de gás oxigênio nos 4 tubos em ensaio, após a adição dos respectivos catalisadores. Ficou nítido que o tubo de ensaio em que foi adicionado KI como catalisador foi o liberou mais bolhas em menos tempo. O catalisador menos eficiente foi o MnO. Foi possível observar a liberação de bolhas, porém de uma maneira bem mais lenta que os demais. Não é coincidência que o MnO é o menos eficiente em relação aos outros. Todos os outros catalisadores, em seu geral, são homogêneos, e por isso, interagem melhor com a água oxigenada, facilitando a reação. Já o MnO, por estar em fase diferente, apresenta certa dificuldade em reagir com a água oxigenada, demorando mais para apresentar o resultado esperado.

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