CINÉTICA QUÍMICA E DECOMPOSIÇÃO CATALÍTICA DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

IFBA-INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA

COLEGIADO DE QUÍMICA – 1º SEMESTRE

CINÉTICA QUÍMICA E DECOMPOSIÇÃO CATALÍTICA DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

Bruna

Naiara Patez

Tayanne Andrade dos Santos

VITÓRIA DA CONQUISTA

15 DE ABRIL DE 2013

IFBA-INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA

COLEGIADO DE QUÍMICA – 1º SEMESTRE

CINÉTICA QUÍMICA E DECOMPOSIÇÃO CATALÍTICA DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

Trabalho apresentado a componente Química Geral experimental I como parte da avaliação da I Unidade.

Orientador:Maurício Silva Araújo

VITÓRIA DA CONQUISTA

15 DE ABRIL DE 2013

INTRODUÇÃO

Segundo ATKINS(2006,p.577), o estudo das velocidades das reações químicas é chamado de cinética química.

As reações envolvem a quebra e a formações de novas ligações, sendo que a velocidade dessas reações depende da natureza dos reagentes que estarão reagindo. Dessa forma existem quatro fatores que influenciam e determinam as variações de velocidade das reações que são: o estado físico dos reagentes, que explica que os reagentes devem entrar em contato para que elas reajam e quanto mais rapidamente elas se chocam mais rápido ocorre a reação;as concentrações dos reagentes,se um ou mais reagentes estiverem em concentrações maiores a reação será mais rápida;a temperatura na qual a reação ocorre,o aumento da temperatura fará com que também ocorra um aumento na velocidade da reação, sendo grandezas diretamente proporcionais; e a presença de um catalisador,que são agente que tendem a aumentar as velocidades das reações sem no entanto serem consumidas na reação.(Brown,2005).

De acordo com Brown(2005,p.485) “A velocidade de um evento é definida como a variação que ocorre em determinado intervalo de tempo”. Sendo assim a velocidade de uma reação química consiste na concentração dos reagentes que serão consumidos e a concentração dos produtos que serão formados.

A lei da velocidade para qualquer reação química deve ser medida experimentalmente.Sua reação geral consiste em:

aA + bB  cC + dD [1]

sendo que sua equação de velocidade pode ser determinada por:

Velocidade=k[A]^x [B]^y [2]

O k na lei da velocidade é chamada de constante de velocidade a uma dada temperatura,[A]e[B] são as concentrações de reagentes e x e y são as ordens de reação dos respectivos reagentes.Os valores dos expoentes das ordens de reação são determinados experimentalmente, sendo que na maioria das vezes possuem ordem de 0,1 ou 2, podendo ocasionalmente ser fracionária.(Brown,2005).

Ao observar as leis de velocidade é possível reconhecer que a velocidade de uma reação é diretamente proporcional com a sua concentração.Além disso esta lei nos diz que a velocidade também vai variar em função da temperatura a medida que ocorre a variação da concentração dos reagentes. (Brown,2005).

As reações mais básicas da lei de velocidade são as reações de primeira ordem, na qual a velocidade depende da concentração de um único reagente e as reações de segunda ordem, na qual a velocidade depende da concentração do reagente elevado a segunda potência, ou da concentração de dois reagentes diferentes. .(Brown,2005).

A teoria de colisões de reações em fase gasosa relata que uma reação ocorre somente se as moléculas dos reagentes colidirem com uma a energia cinética no mínimo igual a energia de ativação e na direção correta. Atkins(2006)

A direção correta ou fator de orientação, explica que na maioria das reações as moléculas devem ser orientadas de tal maneira que a colisão seja efetiva. Essa colisão determinara se o átomo formara novas ligações ou não.Já a energia de ativação sugerida pela primeira vez por Arrhenius, onde ele dizia que as moléculas devem possuir certa quantidade mínima de energia para reagir. (Brown,2005).

Segundo Atkins(2006) “Todas as reações, menos as mais simples, são o resultado de várias, e as vezes inúmeras etapas, chamadas de reações elementares.”Para estas reações que ocorrem em várias etapas existe uma que determina a velocidade da reação, que é a etapa lenta(etapa limitante da velocidade).(Russel,1994)

De acordo com Russel(1994,p.667) “Catalisador é uma substância que, sem ser consumida durante a reação, aumenta a sua velocidade.”O catalisador acelera uma reação fornecendo um caminho alternativo entre os reagentes e produtos com energia de ativação menor que original.(Atkins).

A catálise pode ser de dois tipos, a homogenia e a heterogenia. A homogenia é quando o catalisador e os reagentes estão presentes na mesma fase.Como no exemplo a seguir:

A+B→produto (lento) [3]

Se for adicionado um catalisador C á mistura reagente, criará um novo mecanismo em duas etapas, exemplificada abaixo:

Etapa 1:A+C→AC (rápida) [4]

Etapa 2: AC+B→produtos+C (mais rápida) [5]

a etapa 1 é a determinante da velocidade e possui uma menor energia de ativação, sendo que nesse novo mecanismo a reação ocorre mais rapidamente do que numa reação não catalisada.(Russel,1994)

O catalisador heterogênio é aquele que fornece uma superfície na qual as moléculas podem reagir mais facilmente.

MATERIAIS E REAGENTES

Prática I:

12 tubos de