Relatório Cinética Química

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UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá

QUI017 – Química Experimental

7º Laboratório – Cinética Química

RELATÓRIO DE EXPERIMENTOS

Diego Ferreira de Souza Cardoso Barros – 2019000985

Geronimo Maia da Silva – 2019010005

Pedro Augusto Pereira Carvalho – 2019003234

1. Introdução

Este laboratório tem por objetivo observar os diversos fatores que influenciam a velocidade de uma reação química, tal como os efeitos causados pela concentração dos reagentes, superfície de contato, da temperatura, e da presença de catalisador.

Ao aumentar a temperatura, espera-se que a velocidade de reação também aumente, visto que os participantes da reação terão maior agitação, aumentando a chance de ocorrer uma colisão efetiva. O mesmo acontece quando aumenta-se a superfície de contato, ou seja, quanto maior a superfície de contato, maior o número de colisões efetivas. O mesmo acontece aumentando-se a concentração dos reagentes, já que existirão muitas moléculas a mais, propícias a reagirem.

Para o caso do catalisador, espera-se que a reação também tenha um grande acréscimo de velocidade, pois o catalisador irá reduzir a energia de ativação, energia necessária para que as moléculas reajam, tornando o processo mais rápido.

1. Resultados e Discussão

Os experimentos serão subdivididos em duas atividades:

Procedimento 1

Visando observar o efeito da concentração dos reagentes para a velocidade de reação, preparou-se cinco amostras contendo solução de iodato de potássio e bissulfito de sódio, em diferentes concentrações de modo que ocorresse a seguinte reação.

2𝐼𝑂3−(𝑎𝑞)+ 5𝐻𝑆𝑂3−(𝑎𝑞) →𝐼2(𝑠)+ 5𝑆𝑂42−(𝑎𝑞)+3𝐻+(𝑎𝑞)+2𝐻2𝑂(𝑙)

Inicialmente colocou-se 10ml de iodato de potássio a 0,02 mol/L na amostra um, 8ml na amostra dois, e assim por diante, até 2ml na quinta amostra, completando o recipiente com água destilada para que cada amostra tivesse exatamente 10ml de solução. Então foi colocado 10ml de bissulfito de sódio 0,01M em cada Erlenmeyer, registrando o tempo em que cada reação demorou a ocorrer, ou seja, até que a solução apresentasse coloração amarelada. Tal processo foi repetido para as cinco amostras.

Em cada amostra colocou-se as quantidades de reagentes apresentadas na Tabela 1 abaixo.

Para observar o tempo em que cada reação demorou a ocorrer, ou seja, até que a solução apresentasse coloração amarelada, utilizou-se um cronômetro, cujos tempos podem ser observados na Tabela 1.

TABELA 1

Amostra	KIO3 (ml) 0,02 mol/L	H2O (ml)	NaHSO3 (ml) 0,01 M	Tempo (s)
1	10	0	10	53,00
2	8	2	10	50,00
3	6	4	10	56,17
4	4	6	10	85,61
5	2	8	10	217,69

No início do laboratório, foi apresentado que a equação que poderia vir a reger esse tipo de reação seria da forma 𝑣=𝑘[𝐾𝐼𝑂3]1 sendo que o tempo dependeria somente da concentração do reagente de iodato de potássio. Para isso, montou-se uma tabela de concentração de KIO3 e do tempo, que pode ser observado o gráfico na Figura 1 a seguir.

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Figura 1 – Gráfico para a relação de volume de iodato de potássio e o tempo.

Sendo assim, notou-se que quanto maior a concentração de iodato de potássio menos tempo demorava para que realizasse a reação.

Convém analisar, também, os erros do operador com relação a cronometragem dos tempos, o que distanciou o resultado obtido do resultado esperado e que proporcionou, ao invés de uma regressão linear (uma reta), um decaimento exponencial.

Procedimento 2

Esta atividade irá mostrar os efeitos da temperatura e do catalisador sobre uma reação. Para isso, foram preparadas três amostras de soluções contendo 3ml de ácido sulfúrico (0,05M), 2ml de ácido oxálico (0,05M) e 2ml de permanganato de potássio (0,01M), para a seguinte reação:

5𝐻2𝐶2𝑂4(𝑎𝑞)+6𝐻++2𝑀𝑛𝑂4+(𝑎𝑞) → 2𝑀𝑛2+(𝑎𝑞)+10𝐶𝑂2(𝑔)+8𝐻2𝑂(𝑙) 

Na primeira amostra, ao misturar os reagentes, foi disparado um cronômetro para a obtenção do tempo em que iria ocorrer a reação, podendo ser determinado através da mudança de cor da solução. Essa amostra permaneceu à temperatura ambiente de 24 °C. Para a segunda amostra, o tubo de ensaio contendo a solução foi mergulhado em banho maria e o tempo cronometrado até a mudança de cor da solução. Por fim, na terceira amostra, adicionou-se à solução 2ml de sulfato de sódio (0,01M), para servir como catalisador, tendo o tempo de reação medido.