Cinetica Quimica

Cinética Química

Leandro de Oliveira Leal

Marcos Mondech

Bianca Molina

Franciele Simões

Presidente Prudente,

23 de agosto de 2011

Cinética Química

Relatório apresentado a Professora Ana Maria Pires e Sérgio da disciplina de Química Geral Experimental II , do curso noturno de Licenciatura em Química.

UNESP - Faculdade de Ciência e Tecnologia

Presidente Prudente – 10 de agosto de 2011

Sumário

1. INTRODUÇÃO....................................................................................................04

2. OBJETIVO...........................................................................................................09

3. PARTE EXPERIMENTAL..................................................................................09

3.1 MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................10

3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.............................................................10

4. RESULTADOS ...................................................................................................15

5. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS..................................................................28

6. CONCLUSÕES...................................................................................................30

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS................................................................30

1. INTRODUÇÃO

Este relatório foi elaborado a fim de mostrar os dados experimentais coletados durante a aula prática sobre cinética química.

Sendo este baseado nos seguintes conceitos:

Cinética química: é o estudo das velocidades e mecanismos das reações químicas. A velocidade de ma reação é a medida da rapidez com que se formam os produtos e se consomem os reagentes. O mecanismo de uma reação consiste na descrição detalhada da sequência de etapas individuais que conduzem os reagentes aos produtos. A equação simplificada para uma reação não exibe estas etapas, mostrando apenas a modificação global, resultado final de todas as etapas que participam dos mecanismos. Em geral, a velocidade de uma reação é determinada: (1) Pelas propriedades dos reagentes, (2) pelas concentrações dos reagentes e (3) pela temperatura. A velocidade pode ser influenciada, ainda: (4) pelas concentrações de outras substâncias que não são os reagentes e (5) pelas áreas da superfície em contato com os reagentes.

A velocidade de reação mede quão rapidamente um reagente é consumido ou um produto é formado, durante a reação. Para ver como as velocidades de reação podem ser descritas quantitativamente considere a reação hipotética, homogênea:

(1)

Mais útil que a velocidade média, é a medida da velocidade em determinado instante, a velocidade instantânea. A velocidade instantânea de uma reação é a inclinação da reta tangente à curva concentração-tempo no ponto desejado.

(2)

Onde d[A] é a taxa de variação da concentração com o tempo (acima expressado por dt).

A maioria das reações não ocorre em uma única etapa como descrita pela equação simplificada, mais em uma série de etapas. Às vezes essas etapas se ordenam em uma sequência simples, enquanto em outros casos se relacionam de uma maneira mais complexa. As etapas que conduzem os reagentes aos produtos e a relação entre estas etapas constituem o mecanismo de reação.

A velocidade de uma reação geralmente depende de algum modo, da concentração de um ou mais reagente, mas também das concentrações dos produtos, ou mesmo de substâncias que não aparecem na equação da reação global.

A ordem de uma reação é a soma dos expoentes aos quais estão elevadas as concentrações na equação da velocidade. A ordem em relação a uma espécie é o expoente da concentração desta espécie na equação.

(3)

Em que k é uma constante, chamada de constante de velocidade da reação, e a incógnita é a ordem de reação em relação a concentração ( [ ] ) , ou seja, é o número a ser obtido.

As leis de velocidade diferenciais são a síntese de como as velocidades de reação dependem das concentrações dos reagentes. Elas são úteis para sabermos como as concentrações se modificam em função do tempo. Esta informação pode ser obtida integrando-se a lei de velocidade diferencial.

(4)

A equação 5 pode ser rearranjada de modo a obter a expressão:

(5)

O lado esquerdo da equação diferencia, é uma função apenas da concentração [A], e, com exceção da constante, o lado direito contém apenas o termo diferencial com relação ao tempo. Portanto, podemos integrar a equação acima tomando como limites A0 (concentração em t = 0) e A (a concentração no tempo t). Assim:

(6)

Logo, o logaritmo da concentração dos reagentes deve diminuir linearmente com o tempo, para uma reação de primeira ordem.

Para reações de segunda ordem:

(7)