Relatório de Físico Química

1. Objetivo

Determinar a ordem da reação entre o cristal violeta (C25H30ClN3) e o hidróxido de sódio (NaOH) bem como a constante de velocidade (k) através de espectroscopia na região do visível.

1. Introdução Teórica

“Quando a luz atravessa um meio homogêneo, ocorrem fenômenos de reflexão, absorção e transmissão da mesma. A relação entre a intensidade da luz incidente e a intensidade da luz transmitida foi estudada primeiramente por Lambert e estendida às soluções por Beer.” (RANGEL, 1988)

A absorção de certos comprimentos de onda por uma solução deve-se à natureza da substância, à sua concentração e à espessura do meio que é atravessado pela luz, descrito pela equação 2.1 de Beer-Lambert:

[pic 1]

Sendo:  absorbância;[pic 2]

         absortividade molar, em M-1.cm-1;[pic 3]

         concentração da amostra, em M.[pic 4]

        Para realizar medidas de absorbância no laboratório se utiliza de um equipamento chamado de espectrofotômetro, que basicamente funciona emitindo um feixe de luz a uma amostra e medindo o quanto deste feixe foi absorvido pela amostra.

        Para o experimento em questão, misturou-se o cristal violeta (C25H30ClN3, PM = 408,00) de coloração forte com o hidróxido de sódio (NaOH) incolor gerando um produto também incolor além de cloreto de sódio (NaCl) aquoso.

        A figura 2.1 mostra a estrutura e o movimento de ressonância eletrônica para a molécula do cristal violeta.

[pic 5]

      (I)                                                                              (II)

Figura 2.1 – Estruturas ressonantes do cristal violeta.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Methyl_Violet_10B.png (modificado)

        “Na análise estrutural dos cátions ressonantes verifica-se a contribuição da configuração (I) para a ressonância híbrida que sugere uma deficiência eletrônica no carbono terciário, ponto de fragilidade suficiente para o ataque da hidroxila, formando um derivado carbinol incolor.

A reação principal ocorrerá, portanto, entre dois íons monovalentes de cargas elétricas opostas.” (RANGEL, 1988)

        Por definição a velocidade () pode ser escrita como:[pic 6]

[pic 7]

Sendo:  constante de velocidade, em (L . mol-1 . min-1);[pic 8]

 concentrações molares dos reagentes envolvidos na reação, em (mol.L-1);[pic 9]

         ordem da reação para cada reagente envolvido;[pic 10]

         tempo, em minutos.[pic 11]

        A ordem global é definida como: .[pic 12]

        Adicionou-se um grande excesso de base à mistura, portanto, através do método integral, assume-se que a velocidade da reação é limitada somente pela concentração do corante e , logo:[pic 13]