Relatório de Cinética da Hidrólise Alcalina de um Éster pela medida da Condutância

Universidade Federal de Alagoas – UFAL

Instituto de Química e Biotecnologia - IQB

Moab Victor Verçosa Cavalcante

Relatório II de Físico-Química experimental

Cinética da Hidrólise Alcalina de um Éster pela medida da Condutância

Maceió

Maio de 2022

OBJETIVO

Determinar a constante de velocidade da hidrólise do acetato de etila.

MATERIAIS E REAGENTES

• Erlenmeyer (250 mL),
• Becker,
• Condutivímetro,
• 0,01 mol. L-1 NaOH,
• Acetato de etila,
• Acetato de Sódio,
• Termômetro.

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

• Mediu-se a condutividade das soluções de NaOH e acetato de sódio, ambos 0,01 mol.L-1.
• Colocou-se em um Erlenmeyer, 30mL de solução de NaOH 0,01 mol.L-1 e em outro Erlenmeyer 30mL de solução de acetato de etila 0,01 mol.L-1.
• Quando as soluções estavam na mesma temperatura, as mesmas foram rapidamente misturadas e adicionou-se o cronometro.
• Tomou-se a leitura da condutividade em tempos frequentes, enquanto a reação estava ocorrendo.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Misturando-se o acetato de etila e hidróxido de sódio, obtém-se a seguinte reação:

H3CCOOC2H5 + Na+ (aq) + OH- (aq) → H3CCOO- (aq) + Na+ (aq) + C2H5OH

Os íons OH- foram consumidos e os íons CH3CCOO-  foram produzidos. Com o tempo, ocorreu a diminuição notável da condutividade, pois os íons OH-, que são bons condutores, foram substituídos durante a reação pelos íons CH3COO-, que tem uma condutividade inferior à do OH-.

Para determinação da ordem de reação, mediu-se a condutividade da mistura em determinados tempos e foram encontrados os seguintes resultados:

t (min)	L (mS)	L0 - L	L- L[pic 1]	(L0 - L)/(L-L)[pic 2]
1	849,2	148,75	562,4	0,2644914651
2,4	807	190,95	520,2	0,3670703576
3	779,2	218,75	492,4	0,4442526401
5,23	758	239,95	471,2	0,5092317487
10,1	707,5	290,45	420,7	0,6903969575
15	658,1	339,85	371,3	0,915297603
20	621,8	376,15	335	1,122835821
30	571,6	426,35	284,8	1,497015449
40	538,4	459,55	251,6	1,826510334

Com esses dados em mãos, foi possível obter um gráfico de condutância da mistura em função do tempo, que pode ser visto a seguir:[pic 3]

Como pode ser observado, o gráfico de condutância de reação em função do tempo não possui uma relação linear. Portanto, para que possamos encontrar estudar a cinética da reação, precisamos de um método que relacione concentração de um dos reagentes ou produtos que a condutância.

O condutivímetro utilizado leu a resistência e forneceu o valor da condutância. A resistência é proporcional a condutância específica do meio. Inicialmente, foram lidas as condutividades das soluções iniciais de Hidróxido de Sódio, do Acetato de sódio e do Acetato de Etila, antes de realizar a mistura, obtendo-se os seguintes resultados:

Composto	Condutividade (mS)
NaOH	1989
Acetato de sódio	573,6
Acetato de Etila	6,9
Mistura inicial (calculada)	997,95
Mistura após equilíbrio (calculada)	286,8

Com base nos dados de condutividade incial das soluções de reagentes, foi calculada a condutividade inicial da mistura (L0), a partir da seguinte formula:

[pic 4]

onde C representa a condutância; isso só foi possível porque a condutividade e a concentração são proporcionais.

           O L, condutividade de quando a reação atinge o equilíbrio, foi calculado a partir da condutaividade inicial do acetato de sódio com o auxílio da seguinte formula: [pic 5]

[pic 6]

A concentração de acetato no tempo t pode ser obtida através da seguinte relação entre as condutividades medidas e calculadas inicialmente a partir da seguinte equação:

akt = [pic 7]

onde L é a condutividade da solução no tempo t, L0 é a condutividade da solução no tempo t=0 e L é a condutividade quando a reação se completa (t = ) e “a” é a concentração incial dos reagentees. [pic 8][pic 9]

Portanto, fazendo-se o gráfico ()/ () de em função do tempo t, tem-se uma reta com coeficiente angular igual a ak. Assim, obtém-se a constante de velocidade da reação, k.[pic 10][pic 11]

...