Relatório De Determinação De Ordem De Reação E Constante De Velocidade

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

RELATÓRIO #7

DETERMINAÇÃO DA ORDEM DE REAÇÃO E CONSTANTEDE VELOCIDADE

Ana Julia Castro Rodrigues - RA: 760574

Leonardo Chaves Gomes - RA: 758876

SÃO CARLOS

JULHO DE 2023

Lista de Abreviaturas e Siglas

CV                 Cristal Violeta

NaOH            Hidróxido de Sódio

KNO3             Nitrato de Potássio

1) Objetivos

                  O experimento tem por objeto determinar a ordem global e a constante de velocidade de uma reação química envolvendo espécies coloridas, por meio do acompanhamento contínuo (in situ) das grandezas necessárias. Para este fim, foi necessário medir a absorbância de reagentes ao longo de uma reação química e relacionar os valores obtidos com o decaimento da concentração, em distintas condições iniciais, para a determinação de constantes de velocidade e ordem de reação. Os métodos de análise dos dados foram o diferencial e o integral. Ademais, objetivou-se observar o efeito de meios iônicos na constante de velocidade da reação.

2) Resultados e discussões 

                    Inicialmente foi calibrado o espectrofotômetro para 100% de transmitância (ou 0 de absorbância) com o “branco”, seguindo as instruções contidas no manual do equipamento. Assim, com base no espectro de absorção do cristal violeta apresentado na Figura 1, foi selecionado o melhor comprimento de onda de 578 nm para acompanhar o processo de decomposição.

Figura 1 - Espectro de absorção do cristal violeta

[pic 1]

                      Dessa forma, com o comprimento de onda definido, foi possível plotar a curva de calibração do equipamento de espectrofotometria, presente no gráfico 1, a fim de verificar sua validade. Os dados utilizados foram a absorbância para diferentes volumes de cristal violeta em solução, presentes no quadro 1.

Quadro 1 - Absorbância para diferentes volumes de CV

Amostra	Volume Cristal Violeta (mL)	Absorbância
1	0,5 ± 0,5	0,047 ± 0,001
2	1,0 ± 0,5	0,130 ± 0,001
3	1,5 ± 0,5	0,208 ± 0,001
4	2,0 ± 0,5	0,257 ± 0,001
5	2,5 ± 0,5	0,305 ± 0,001

Quadro 1 – Curva de calibração do espectrofotômetro

[pic 2]

Propagação do Erro experimental

[pic 3]

[pic 4]

                     Pode-se concluir que a aproximação linear foi coerente uma vez que a porcentagem de variação na resposta que é explicada pelo modelo foi de 98,24%.

                       Dessa forma, pode afirmar que as soluções preparadas obedecem a lei de Lambert-Beer. A intensidade de um feixe de luz monocromático diminui linearmente com a concentração da substância absorvente. Logo, quanto maior o volume de cristal violeta utilizado no preparo, maior será a sua concentração na solução. Dessa maneira, pode-se inferir que a absorbância é proporcional à concentração da solução. Com essa informação, foi possível a análise dos dados experimentais.

                      Logo, a concentração em qualquer outro tempo reacional será proporcional à absorbância naquele tempo (At) pela equação 1.

      (1)[pic 5]

1.  Acompanhamento da cinética da reação entre o cristal violeta e o hidróxido de sódio

                     Após calibrado o espectrofotômetro, foi iniciado o acompanhamento da cinética de reação entre o cristal violeta e o hidróxido de sódio. A reação pode ser descrita pela equação 2.

[pic 6]

                   O experimento foi repetido duas vezes com os volumes de solução NaOH a 0,01 mol/L padronizada e CV presentes no quadro 2.

Quadro 2 – Volume de NaOH e CV utilizados no experimento

Experimento	Volume NaOH (ml)	Volume CV (ml)
1 (2 ml NaOH)	2,0 ± 0,5	5,0 ± 0,5
2 (4 ml NaOH)	4,0 ± 0,5	5,0 ± 0,5

                     Assim, foi possível obter as absorbâncias em função do tempo para ambos os experimentos, presente no quadro 3.

Quadro 3 – Variação de Absorbância no tempo de reação entre CV e NaOH

T (s)	Absorbância (Experimento 1)	Absorbância (Experimento 2)
30 ± 1	0,340 ± 0,001	0,339 ± 0,001
60 ± 1	0,337 ± 0,001	0,333 ± 0,001
90 ± 1	0,333 ± 0,001	0,327 ± 0,001
120 ± 1	0,331 ± 0,001	0,322 ± 0,001
150 ± 1	0,328 ± 0,001	0,316 ± 0,001
180 ± 1	0,324 ± 0,001	0,310 ± 0,001
210 ± 1	0,321 ± 0,001	0,303 ± 0,001
240 ± 1	0,317 ± 0,001	0,297 ± 0,001
270 ± 1	0,314 ± 0,001	0,292 ± 0,001
300 ± 1	0,310 ± 0,001	0,286 ± 0,001
330 ± 1	0,306 ± 0,001	0,280 ± 0,001
360 ± 1	0,302 ± 0,001	0,274 ± 0,001
390 ± 1	0,298 ± 0,001	0,268 ± 0,001
420 ± 1	0,295 ± 0,001	0,262 ± 0,001
450 ± 1	0,293 ± 0,001	0,258 ± 0,001
480 ± 1	0,290 ± 0,001	0,255 ± 0,001
510 ± 1	0,287 ± 0,001	0,250 ± 0,001
540 ± 1	0,285 ± 0,001	0,246 ± 0,001
570 ± 1	0,282 ± 0,001	0,241 ± 0,001
600 ± 1	0,280 ± 0,001	0,236 ± 0,001