Estudo cinético da redução do azul de metileno

Estudo Cinético da redução do azul de metileno	Experimento 1
Talita Giovanna Xavier de Oliveira
Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil.
Professora: Jorge Luiz Neves
Data da prática: 19/10/2018; Data de entrega do relatório: 30/11/2018.

Resumo

Neste trabalho foram realizadas análises utilizando Azul de Metileno, Ácido ascórbico e Ácido Clorídrico usando a espectrofotometria de absorção na determinação das leis de velocidades da redução do Azul de Metileno.  Os resultados mostraram que a reação é de primeira ordem, a partir da leitura dos gráficos de ln A x tempo, foram as constantes para as corridas 1, 2, e 3, respectivamente.

Palavras chaves: lei de velocidade; azul de metileno; redução; espectrofotometria

Introdução

A Cinética Química é o estudo das velocidades das reações químicas. A velocidade das reações depende de alguns fatores, como por exemplo: as concentrações, a temperatura, o pH, o solvente e a presença de catalisador.

A determinação da velocidade da reação é muito difícil, por conta da inviabilidade para se medir o tempo de duração do processo. A velocidade da reação está relacionada à frequência de choques efetivos entre os átomos, moléculas ou íons.

Neste experimento, será estudada a reação de redução do azul de metileno pelo ácido ascórbico para determinar seus parâmetros cinéticos, onde a reação está representada na figura (figura 3). O azul de metileno é um corante aromático heterocíclico solúvel em água ou em álcool que apresenta estrutura demonstrada na figura (figura 1). O azul de metileno em sua forma oxidada (AM+) apresenta cor azulada, onde é facilmente reduzido sendo incolor (AL+).

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Figura 1. Fórmula estrutural do azul de metileno.

O ácido ascórbico (AA) é uma vitamina hidrossolúvel e termolábil, onde em condições fisiológicas é oxidado reversivelmente a ácido desidroascórbico, onde é hidrolisado irreversivelmente a ácido dicetogulônico, apresenta uma reação representada na figura.

[pic 2]

Figura 2. Reação de oxidação e hidrólise do AA.

[pic 3]

Figura 3. Reação da redução do AM+, azul de leucometileno.

Onde temos a lei de velocidade para esta reação da seguinte forma:

V= k[AMox]x [H2A]y [H+]1  (Eq.1)

O objetivo deste é determinar a constante de velocidade e a ordem da reação, utilizando-se o método integral de ajuste de equações e o método da velocidade inicial.

Metodologia

1. Preparação das soluções

Preparou-se 200 mL de uma solução estoque de azul de metileno (AM) 0,006%. Preparou-se 200 mL de solução de ácido clorídrico 0,7 M a partir do ácido concentrado. Preparou-se uma solução estoque de ácido ascórbico (AA) em ácido clorídrico 0,7 M. Pesou-se cerca de 0,3500g de AA e dissolveu em 10 mL da solução de ácido clorídrico. Após as medidas cinéticas, titulou-se a solução restante de ácido clorídrico com uma solução de hidróxido de sódio 1,0 M em triplicata.

1. Operação com o Espectrofotômetro

Selecionou-se o comprimento de onda da leitura em 665nm. Acertou-se o zero de absorbância no espectrofotômetro com a cubeta contendo água destilada. Anotou-se a temperatura ambiente.

1. Efeito da Concentração

• Condição na cubeta 1

Na cubeta de plástico, adicionou-se 300 µL de solução de AM + 3 mL de água destilada. Tampou-se a cubeta, agitou-se e a inseriu-se no suporte do espectrofotômetro para termostatização por 5 min. Anotou-se o valor de absorbância obtido, que foi ser usado como valor de absorbância inicial (Ao).  Em seguida, retirou-se a cubeta do suporte e adicionou-se 50 µL da solução de AA + HCl à cubeta. Tampou-se e agitou-se a cubeta rapidamente, inseriu-se novamente no suporte, acionou-se o cronômetro e anotou-se o valor de absorbância em intervalos de 10 s nos primeiros 5 min, depois em intervalos de 1 em 1 min, durante os próximos 5 min.

• Condição na cubeta 2

Repita a condição 1, utilizando 150 µL de solução de AM.

• Condição na cubeta 3

Repita a condição 1, utilizando 75 µL de solução de AM.

1. Padronização da solução de ácido clorídrico

Padronizou-se a solução de ácido clorídrico com solução de hidróxido de sódio 1,0 M.

Resultados e Discussão

Através das corridas cinéticas feitas por espectrofotometria, foram construídas as tabelas abaixo, contendo os valores de absorbâncias (A) obtidos na realização do experimento, os valores de ln A devidamente calculados para cada corrida e o tempo (min.).

CORRIDA 1
Tempo (min.)	Absorbância (A)	ln A
0	0,96	-0,04082
10	0,937	-0,06507
20	0,914	-0,08992
30	0,89	-0,11653
40	0,865	-0,14503
50	0,842	-0,17198
60	0,819	-0,19967
70	0,795	-0,22941
80	0,773	-0,25748
90	0,749	-0,28902
100	0,727	-0,31883
110	0,706	-0,34814
120	0,683	-0,38126
130	0,661	-0,414
140	0,639	-0,44785
150	0,618	-0,48127
160	0,598	-0,51416
170	0,577	-0,54991
180	0,558	-0,5834
190	0,539	-0,61804
200	0,521	-0,65201
210	0,503	-0,68717
220	0,485	-0,72361
230	0,468	-0,75929
240	0,451	-0,79629
250	0,435	-0,83241
260	0,42	-0,8675
270	0,406	-0,9014
280	0,391	-0,93905
290	0,377	-0,97551
300	0,372	-0,98886
360	0,29	-1,23787
420	0,232	-1,46102
480	0,186	-1,68201
540	0,15	-1,89712
600	0,123	-2,09557
Tabela 1. Valores de absorbância (A) obtidos para a corrida 1 e ln A calculado.