Estudo cinético da redução do azul de metileno

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.

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Figura 2. Reação de oxidação e hidrólise do AA.

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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.).

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