Relatório Cinética Química

Cinética Química

Introdução:

Interferir na velocidade das transformações químicas nos permite adequar nosso ambiente e fazer o uso mais equilibrado dos recursos naturais que dispomos. Para que qualquer reação química ocorra, é preciso que as substâncias envolvidas estejam em contato e sofram colisões que possuam energia suficiente para realizar quebras de ligação e formação de novas. Há dois tipos de colisão entre substancias: as efetivas, que produzem reações; e as não efetivas, em que não há transformação química.

Os fatores que interferem na velocidade de uma reação são:

Temperatura – Seu aumento provoca a elevação da energia cinética das moléculas. Quanto maior o movimento, mais possíveis se tornam as colisões entre partículas, o que amplia a capacidade de reação entre substâncias.

Concentração – Representa a presença de um numero maior ou menos de entidades (moléculas ou íons) disponíveis para reação. Quanto maior a concentração, maior a possibilidade de haver reação entre substâncias e, consequentemente, maior será a velocidade da reação.

Pressão sobre os gases – Ao aumentarmos a pressão de um sistema em que há reação química envolvendo pelo menos um reagente gasoso, o numero de moléculas do gás é ampliado. Isso ocorre devido à diminuição do volume do gás sobre pressão.

Superfície de contato – Entre duas substâncias sólidas, quanto maior a superfície de contato com um reagente, maior a velocidade de transformação química.

Catalisadores – São substâncias químicas que aumentam a velocidade das reações químicas. Os catalisadores baixam o nível de energia de ativação necessário para que ocorra a reação.

Objetivos:

Estudar o efeito da concentração, temperatura e dos catalisadores na velocidade em que uma reação ocorre.

Parte experimental:

Efeito da concentração na reação: 2 IO3- + 5 HSO3- + 2 H+ → I2 + 5 HSO4 + H2O

Em tubos de ensaio de 18 X 150 mm numerados de 1 a 5 adicionamos, com auxílio de uma pipeta (10,00 ± 0,05)mL, uma solução de KIO3 de concentração 0,01 mol.L-1 e água destilada. Após homogeneizar a solução de KIO3 e água destilada, adicionamos uma solução de NaHSO3 de concentração 0,04% m/v. Para cada tubo de ensaio marcamos o tempo necessário para que a solução adquirisse coloração azulada. As proporções utilizadas estão descritas na tabela 1 abaixo.

Tubo Número KIO3 (mL) Água Destilada (mL) NaHSO3 (mL) Tempo decorrido (s)

1 10,00±0,05 0,00±0,05 10,00±0,05 36,19

2 8,00±0,05 2,00±0,05 10,00±0,05 45,52

3 6,00±0,05 4,00±0,05 10,00±0,05 56,94

4 4,00±0,05 6,00±0,05 10,00±0,05 87,40

5 2,00±0,05 8,00±0,05 10,00±0,05 253,31

Na medida em que diminuíamos a concentração de KIO3 observamos que a solução levava mais tempo para adquirir coloração azulada, ou seja, a velocidade da reação era menor. A reação do iodo com o amido presente na solução é responsável pela coloração azul da solução, sendo assim o amido funciona como um indicador.

Na reação ocorrida no experimento há transferência de elétrons e pode ser representada na equação abaixo:

2 IO3- + 5 HSO3- + 2 H+ → I2 + 5 HSO4 + H2O

Na reação o iodo está reduzindo, ganhando 5 elétrons e o enxofre oxidando, perdendo 1 elétron, sendo assim o KIO3 atua como agente oxidante e o NaHSO3 como agente redutor.

A partir dos dados obtidos no experimento, inclusos na tabela 1, montamos um gráfico do volume da solução de KIO3 em função do tempo, anexado junto ao relatório.

Efeito da temperatura na reação: 2 IO3- + 5 HSO3- + 2 H+ → I2 + 5 HSO4 + H2O

Inicialmente adicionamos 5 mL de solução de KIO3 em um tubo de ensaio e 5 mL de solução de NaHSO3 em outro tubo de ensaio. Com um termômetro medimos a temperatura no interior dos tubos à temperatura ambiente e em seguida adicionamos a solução de NaHSO3 à solução de KIO3. Medimos, com auxílio de um cronômetro, o tempo necessário para que a reação ocorresse, ou seja, o tempo necessário para a solução adquirir coloração azulada. Em seguida repetimos o mesmo procedimento, porém mergulhamos os tubos de ensaio com as soluções de KIO3 e NaHSO3 em um banho de gelo. Os dados obtidos estão representados na tabela 2 abaixo: