Estudo Do Efeito Da Temperatura Na Reação De Iodinação Da Acetona Em Meio ácido

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO 01

Estudo do efeito da temperatura na reação de Iodinação da acetona em meio ácido

INTRODUÇÃO TEÓRICA

O estudo da cinética das reações químicas tem como fundamento o estudo das velocidades das reações químicas de processos químicos e os fatores que as influenciam. Existem vários fatores que influenciam na velocidade da reação, dentre eles podemos citar, natureza dos reagentes, temperatura, estado físico, superfície de contato,concentração dos reagentes, presença de catalisadores e inibidores.

Dependendo de quais substâncias reagimos, o tempo das reações variam. Reações ácidas, a formação de sais, as trocas iônicas são reações rápidas. Quando as moléculas grandes são formadas as reações tendem a ser muito lentas.

O aumento da temperatura, aumenta a energia cinética media das moléculas em um sistema e consequentemente o numero de colisões efetivas entre elas. Um exemplo disso são os alimentos que ficam na geladeira,eles demoram mais para estragar porque as reações químicas feitas pelos microorganismos são retardadas pelas baixas temperaturas.

O estado físico de um reagente é também um importante fator da taxa de reação. Quando os reagentes estão na mesma fase, o movimento térmico os coloca rapidamente em contato, quando eles estão em fases diferentes as reações são limitadas.

Se numa reação atuam reagente em fases distintas, o aumento da superfície de contato entre eles aumenta as velocidades da reação.

Os catalisadores aumentam a velocidade de uma reação química. Atuam ao promover rotas de reação com menor energia de ativação. O catalisador acelera a reação, pois diminui a energia de ativação das moléculas. O abaixamento da energia de ativação é que determina o aumento da velocidade da reação.

O aumento da concentração dos reagentes promove o aumento do numero de colisões entre as moléculas. A velocidade de uma reação não depende apenas dos estados inicial e final do sistema, mas, de cada etapa intermediaria pela qual o sistema alcança seu estado final.

A cinética química principia com a determinação experimental das taxas de reação das quais as equações cinéticas de reações químicas e as constantes de velocidade são derivadas. Leis de taxa relativamente simples existem para reações de ordem zero, reações de primeira ordem, reações de segunda ordem, e podem ser para outras.

Cada reação possui uma equação de velocidade característica, esta velocidade depende da ordem da reação e da constante cinética (k), que são parâmetros experimentais, além disso, a equação diferencial de velocidade está relacionada com a mudança das concentrações das espécies em função do tempo. Portanto pode-se definir de forma geral uma lei de velocidade como sendo uma relação entre velocidade e variação de concentração das espécies.

Dada a reação química:

2A B + C (1)

A velocidade pode ser explicitada em termos da taxa de variação da concentração de qualquer das substâncias envolvidas com o tempo.

-dcA/dt = 2dcB/dt = 2dcC/dt (2)

Comumente a velocidade de uma reação é expressa em função da concentração de todos os reagentes e produtos:

-dcA/dt = k cAαcBβcCγ

Onde k, α, β e γ são constantes. A constante k é a constante de velocidade da reação ou a velocidade específica da reação, pois k seria a velocidade da reação se todas as concentrações fossem unitárias. [1].

Definida matematicamente ,a constante de velocidade cinética, pela equação de Ahrrenius, temos que:

k=A .e–Ea/RT (eq. 1)

onde, T é a temperatura do meio; A é denominado “fator pré-exponencial” ”, um termo que também dependente da temperatura; Ea simboliza a energia de ativação da reação, a energia mínima necessária à formação do complexo ativado segundo a teoria do complexo ativado e R trata-se da constante universal dos gases [2].

MÉTODO DO ISOLAMENTO:

De acordo com o método do isolamento, as concentrações de todos os reagentes,

exceto a de um deles, são adicionados em excesso, de tal forma que, essas espécies

praticamente não variam durante o processo, ou seja, elas podem ser consideradas praticamente não variam durante o processo, ou seja, elas podem ser consideradas

constantes. Neste caso o valor da constante encontrada irá corresponder a uma constante aparente. E a ordem da reação será na verdade uma pseudo-ordem.

Consideremos a seguinte reação:

CH3COCH3 + I2 H+ CH3COCH2I + HI (eq.2)

Esta reação ocorre em duas etapas que estão descritas abaixo:

CH3COCH3 + H+ CH3COHCH2 (Etapa Lenta) (eq.3)

CH3COHCH2 + I2 CH3COCH2I + HI (eq.4)

Considerando essa reação zero, pode-se determinar a constante cinética experimentalmente, essa constante pode ser encontrada plotando-se os valores do tempo em função das concentrações de determinado reagente, de forma que o coeficiente angular da reta obtida será o valor referente à constante cinética (k)..

A partir do valor de constante cinética da reação obtido graficamente em diferentes temperaturas, é possível determinar experimentalmente a energia de ativação da reação. Utlizando a equação de Ahrrenius (equação 1) pode ser linearizada aplicando-se o operador “Ln” em ambos os lados da equação, construindo-se a curva de Lnk em função de 1/T obtém-se uma reta cujo coeficiente angular é igual a Ea/R [4].

3. OBJETIVOS

Determinar energia de ativação, a constante cinética e a ordem da reação de iodinação da acetona em meio ácido

4. PARTE EXPERIMENTAL

Em um balão de 250 mL adicionou-se 25 mL de solução de iodo 1,0 mol.L-1, 25 mL de solução de HCl 1,0 mol.L-1 e 150 mL de água destilada, colocou-se então o balão em banho termostático a 15° C. Em erlenmeyer