Relatório LQF - Cinética química

1. Resumo:

O relatório a seguir abordará o experimento feito para estudar a rapidez das reações e observar os fatores que altera a velocidade das reações. Foi feito experimento para análise do efeito da concentração, efeito da temperatura e efeito do catalisador.

1. Objetivo:

Observar os fatores que alteram a velocidade das reações químicas e determinar e avaliar de que forma estes fatores influenciam na velocidade das reações químicas.

1. Introdução teórica:

Cinética química é a área da química, que estuda a rapidez das reações químicas e os fatores que a influenciam.

A velocidade de uma reação revela a quantidade de reagentes e produtos com o passar do tempo.

[pic 1]

Onde,  e  representa os reagentes e  representa os produtos formados.[pic 2][pic 3][pic 4]

Velocidade média de consumo é definido pela razão entre variação da concentração do reagente e a variação do tempo.

[pic 5]

O mesmo vale para os produtos, somente trocando,  por .[pic 6][pic 7]

Portanto para toda a reação, a equação expressa:

[pic 8]

Existem vários fatores que alteram a velocidade da reação:

• Concentração: Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação;
• Temperatura: Quanto mais elevada a temperatura, maior será a velocidade da reação;
• Catalisador: Quando for adicionada uma substancia que tem a capacidade de aumentar a velocidade sem ser consumida e que quando termina a reação, é possível recupera-la da mistura sem alterar a solução.

Um exemplo importante no estudo desses fatores é a prática da “reação-relógio”. Essa prática envolve duas soluções: iodato de potássio e uma outra solução, composta por: hidrogenossulfito de sódio, ácido sulfúrico e amido. Quando é misturado essas duas soluções é possível observar as reações químicas em 4 etapas:

• 1° Etapa (etapa lenta)

[pic 9]

• 2° Etapa (etapa rápida)

[pic 10]

• 3° Etapa (etapa muito rápida)

[pic 11]

• 4° Etapa (Término da “reação-relógio”)

[pic 12]

1. Parte experimental:

1. Equipamentos e soluções:

• Tubos de ensaio (grandes)
• Estante para tubo de ensaio
• Termômetro (-10 a 100 oC)
• Cronômetro
• Banho de gelo
• Zinco

• Solução I
• Água destilada ou da torneira
• Solução II
• Solução III
• Cristal de KNO3
• Solução de H2SO4 1,0 mol/L
• Solução de KMnO4 0,01 mol/L

1. Procedimento:

Solução I - 8,6 g iodato de potássio () em 2L  (0,02 ).[pic 13][pic 14][pic 15]

Solução II - 8,0 g (4,3 mL) de ácido sulfúrico, 20 mL de etanol e 2,32 g de sulfito de sódio, dissolvido em 2L de água destilada. (Preparado no momento do experimento).

Solução III – Foi misturado 1,0 g de amido solúvel com 20 mL de água destilada fria, adicionou essa mistura a 500 mL de água destilada fervendo, com agitação, deixou esfriar e decantou.

1. Efeito da concentração:

Foi enumerado 5 tubos de ensaio, de 1 a 5 e foi adicionado em cada um deles, 5mL de Solução I.

Depois, foi enumerado outros 5 tubos de ensaio, de 1’ a 5’ e foi adicionado em cada um deles, 2mL de Solução III. Em seguida, foi adicionado Solução II + água destilada, conforme a proporção da tabela abaixo:

Tubo	(mL)[pic 16]	Destilada (mL)[pic 17]
1’	4,5	0,5
2’	3,5	1,5
3’	2,5	2,5
4’	1,5	3,5
5’	0,5	4,5

Depois de adicionar as soluções, foi derramado a solução do tubo 1 no tubo 1’ e no mesmo instante foi acionado o cronometro, agitando o tubo 1’ constantemente.

Quando apareceu a coloração azul, foi interrompido o cronometro e anotado o tempo encontrado.

Foi repetido o mesmo experimento para o resto dos tubos.

1. Efeito da temperatura

Foi preparado 4 tubos de ensaio (enumerado 1 a 4), contendo 5,0 mL da solução I.

Depois foi preparado 4 outros tubos de ensaio (enumerado 1’ a 4’), contendo 5,0 mL da solução II + 2 mL da solução III + 10 mL de água.

Em seguida, foi colocado os 8 tubos em banho de gelo, a fim de, atingir as seguintes temperaturas:

Tubos	Temperatura (°C)
1 e 1’	20
2 e 2’	15
3 e 3’	10
4 e 4’	5

Assim que atingiu a temperatura, foi derramado a solução do tubo 1 no tubo 1’ e no mesmo instante foi disparado o cronometro, agitando o tubo.