O Departamento de Engenharia Química

[pic 1] Departamento de Engenharia Química - Curso de Engenharia Química Laboratório de Engenharia Química III Professores: Carlos Alexandre Moreira da Silva, Sania Maria de Lima e Rafael Ramos de Andrade

CINÉTICA QUÍMICA

AUTORES: AGNES L. FAZANARO; GUSTAVO S. FRANCISCO; GUSTAVO C. DE BARROS; JEFFERSON D. S. DOHI E REBECCA R. MELLO

                        

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RESUMO –

Para que se conheça a lei de velocidade de determinada reação, realiza-se análises e correlações de dados cinéticos, os métodos cinéticos. Estes, consistem em procedimentos que contrapõe equações de taxa e dados experimentais. Comumente, são empregados diferentes tipos de métodos de análise dos dados coletados. Tais métodos são utilizados de forma que se adequem aos dados cinéticos que se detêm a partir do reator utilizado. Os dados são coletados em regime transiente e a concentração é medida como uma função do tempo. A reação de saponificação do éster ocorre por substituição nucleofílica, no qual o íon hidroxila é adicionado ao grupo acetil, enquanto o íon sódio forma um sal orgânico com o íon acetato, permanecendo ionizado na solução. Assim, quando o Acetato de Etila é saponificado com hidróxido de sódio, ocorre a formação de Acetato de Sódio e Álcool Etílico.

Palavras Chaves: cinética química; saponificação e acetato de etila.

INTRODUÇÃO

A introdução deve colocar o leitor a par dos objetivos do relatório. Deve-se apresentar uma descrição do contexto em que o relatório está inserido e a importância do tema. Pode-se aqui ser feita uma revisão teórica e bibliográfica como sub-item da introdução.

MATERIAIS E MÉTODOS

Nesta seção é apresentada a abordagem do problema e os procedimentos de solução:

• Desenvolvimento da modelagem matemática utilizada;
• Descrição detalhada dos métodos utilizados para alcançar os objetivos propostos;
• Descrição dos equipamentos e softwares utilizados.

As equações matemáticas, como mostrada na Eq. 1, devem ser numeradas e mencionadas no texto. Não esquecer de identificar cada elemento da equação:

[pic 2]  (1)

“Sendo: (Mt) a massa de soluto liberada até um instante de tempo qualquer, e (M∞) a massa de soluto liberada após tempo infinito de exposição.”

RESULTADOS E DISCUSSÕES

As Figuras 1 representa o mecanismo de reação proposto pela literatura para a

reação da hidrólise básica de um éster.

Figura 1: Mecanismo da hidrólise básica de um éster

[pic 3]

Fonte: TSUJIKAWA, H.(1966)

A reação apresentada na Figura 1 é considerada uma reação de saponificação pelo fato de representar a mesma hidrólise alcalina que ocorre a partir de um ácido graxo para a produção de sabão. O íon carboxilato é pouco reativo frente à substituição nucleofílica porque ele é carregado negativamente. Por esse motivo, a hidrólise de um éster promovida por uma base é uma reação essencialmente irreversível. A saponificação do Acetato de Etila é uma reação lenta, bimolecular, na qual a ordem da reação pode variar entre 0 e 2 (KRÜGER et al., 2013)

A partir da equação da reação química (Equação 1), pode-se escrever a lei de velocidade da reação (Equação 3), em que os subíndices A e B referem-se aos reagentes NaOH e CH3COOC2H5, respectivamente.

[pic 4]

Sendo:

[pic 5][pic 6]lei de taxa da reação química (mol/min);

k: constante específica de taxa de reação química (L/mol.min);

C: concentração do reagente (mol/L);

Como a reação é equimolar, as concentrações dos dois reagentes são iguais, podendo-se assim somar os expoentes, chegando-se à Equação 4.

[pic 7]

Em que [pic 8][pic 9] representa o somatório dos expoentes [pic 10][pic 11] e [pic 12][pic 13] e equivale a ordem global da reação.

A Tabela 1 representa os dados experimentais obtidos na titulação que serão utilizados nos posteriores cálculos.

Tabela 1: Dados experimentais da titulação

Amostra	Tempo (min)	Volume do titulante gasto (mL)
1	0,0	10,2
2	0,5	12,0
3	1,5	13,8
4	2,0	14,6
5	4,0	16,1
6	6,0	16,9
7	8,0	17,7
8	10,0	18,4
9	15,0	18,7
10	20,0	18,9
11	30,0	19,1
12	40,0	19,4

Fonte: Autores (2021)

Partindo-se da Equação 5, pode-se calcular o número de mols de titulante no Erlenmeyer.