Liquidos parcialmente imiciveis

Cinética química – Reação de primeira ordem

1.  Introdução

O peróxido de hidrogênio se decompõe lentamente e a estequiometria da reação e a seguinte:[pic 1]

A adição de um catalisador, como o cloreto férrico, acelera a sua decomposição. Nesta experiência será estudada a cinética desta reação na presença de cloreto férrico em concentração conhecida. Esta reação é de primeira ordem, isto é, a sua velocidade é proporcional a concentração de peróxido,

[pic 2]

(1)

Onde C é a concentração do peróxido de Hidrogênio,  t é o tempo e K é a constante de velocidade.

A concentração do peróxido de Hidrogênio pode ser determinada por titulação com permanganato de potássio em meio ácido, e a reação que ocorre e a seguinte:

        [pic 3]

A equação acima, quando integrada entre os limites C0 e C, sendo a concentração inicial do peróxido e C a concentração depois de decorrido o tempo t , torna-se[pic 4]

(2)

Pela equação (2), obtém-se uma reta em um gráfico ln C versus t. A inclinação desta reta é igual a constante de velocidade e o coeficiente linear fornece o valor de In C0. Como[pic 5]

pode-se substituir as concentrações pelos volumes respectivos na construção do gráfico, desde que o volume das alíquotas seja o mesmo.

Quando a concentração do peróxido de hidrogênio atinge a metade do seu valor inicial, c = Co/2, a equação (16.2) pode ser simplificada e depois rearranjada, tendo-se

[pic 6]

(3)

Onde t1/2 é o tempo de meia vida, intervalo de tempo necessário para que a quantidade de reagente se reduza a metade. Seu valor é determinado graficamente ou pela equação (3).

1.  Objetivos

 Determinar a constante de velocidade e o tempo de meia vida da decomposição do peróxido de hidrogênio, reação de primeira ordem.

1.  Materiais utilizados

Bureta, pipeta de 5 mL, pipeta graduada de 10 mL, provetas de 5 e 100 mL, erlenmeyer de 250 mL, erlenmeyers de 125 mL, cronômetro, peróxido de hidrogênio 0,16 mol L-1, permanganato de potássio 8 x10-3 mol L-1, solução aquosa de cloreto férrico a 6 % em massa e acido sulfúrico diluído a 1:5.

1. Procedimento Experimental

1) Colocar 5 mL de solução de ácido sulfúrico em sete erlenmeyers de 125 mL numerados.

2) Colocar 100 mL da solução de peróxido de hidrogênio em um erlenmeyer de 250 mL.

3) Transferir para o erlenmeyer do item (2) 10 mL da solução de cloreto férrico, utilizando uma pipeta graduada. Acionar o cronômetro quando 5 mL da solução do catalisador (cloreto férrico) tiverem sido adicionados. Agitar a mistura durante 6 a 8 minutos.

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