REO7 - Equilíbrio e Cinética Química-2021-1

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ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO7 
 
 
DADOS DO COMPONENTE CURRICULAR 
Código e nome: GQI161 – Química experimental 
Docentes Responsáveis: 
Guilherme Max Dias Ferreira, Katia Júlia de 
Almeida, Mário César Guerreiro, Evanise Silva 
Penido 
Período do REO: 08/11/2021 a 21/11/2021 
 
1. O que vamos estudar? 
Nesse REO, estudaremos dois aspectos importantes acerca das reações químicas: equilíbrio 
e cinética de reações. O primeiro deles, determinante do estado final de uma reação química; 
o segundo, fundamental no estudo das velocidades das reações e do tempo necessário para 
que elas aconteçam. Esses tópicos contêm um roteiro experimental de estudos discutido nas 
práticas 9 e 10 da apostila [1]. 
2. O que já sabemos e por que precisamos aprender? 
Reações usualmente ocorrem até um determinado momento, no qual consideramos que 
reagentes foram convertidos em produtos. No entanto, a observação criteriosa de um sistema 
reacional pode indicar que o sistema atingiu um estado no qual a reação direta e a inversa 
ocorrem simultaneamente e a concentração de reagentes e produtos permanecem constantes 
ao longo do tempo. Nessa condição, pode ser afirmado que o sistema atingiu o equilíbrio. 
Esse equilíbrio pode ser perturbado por meio de interações com a vizinhança de forma que o 
sistema reacional tenderá a se modificar para que a constante de equilíbrio da reação química 
seja mantida. Dessa forma, modificações em quantidades de substâncias ocorrem de forma 
a restabelecer o equilíbrio, ou de forma a restabelecer o valor numérico da constante de 
equilíbrio. As constantes de equilíbrio são quantidades tabeladas, dependentes da 
temperatura, e podem ser determinadas teoricamente ou experimentalmente. Os princípios 
que possibilitam uma interpretação sobre a resposta de um sistema a uma perturbação são 
determinados pelas leis da termodinâmica e podem ser resumidos em um conjunto de regras 
conhecidas como Princípios de Le Chatelier. 
Cabe destacar que o tempo que as reações químicas levam para alcançar seus estados de 
equilíbrio é variável, visto que as reações químicas ocorrem com diferentes velocidades. 
Enquanto algumas reações se processam muito rapidamente, outras são mais lentas. O 
quanto uma reação é rápida não tem relação se a reação é termodinamicamente favorável. 
Muitas reações espontâneas podem demorar muito tempo para ocorrer, sendo esse o caso 
da transformação do carbono em diamante. A velocidade da reação pode ser descrita a partir 
da taxa de variação da concentração de qualquer um dos componentes que participam da 
reação com o tempo. 
Um fato importante é que a cinética depende de alguns fatores, tais como: natureza dos 
reagentes e produtos, concentrações dos reagentes, temperatura e superfície de contato, bem 
como a presença de catalisadores. Em grande parte dos casos, a velocidade de uma reação 
química aumenta com o aumento das concentrações dos reagentes e da temperatura. A 
cinética é um tópico muito importante, porque grande parte dos processos industriais envolve 
modificações em aspectos cinéticos de modo a aumentar as velocidades desses processos. 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO7 
 
Além disso, os conceitos envolvidos na cinética são importantes no planejamento 
experimental de reações em laboratório. 
 
3. O que devemos fazer para aprender? 
Para esse roteiro, você deverá ler as práticas 9 e 10 da apostila, de forma detalhada, e assistir 
a vídeos informativos sugeridos. 
Você poderá relembrar os conceitos de cinética fazendo uma leitura do capítulo 14 (referência 
2 deste REO), material disponível na Minha Biblioteca. Para o tema de equilíbrio, será 
necessário fazer uma leitura da sessão 15-6 (Perturbando um Equilíbrio Químico, da página 
697 até a página 703) do livro Química Geral e Reações Químicas (Volume 2), referência 3 
deste REO, material disponível online. Como não seremos capazes de ir ao laboratório, a 
familiaridade com as técnicas e vidrarias se dará apenas por meio dos esquemas, textos e 
vídeos. 
Ao final do período de estudos, as questões desse REO, dispostas nas seções a seguir, 
deverão ser entregues, na forma de um documento em PDF via campus virtual, por cada 
equipe. 
Os detalhes sobre o que fazer seguem resumidos na Tabela 1. 
 
Tabela 1. Tarefas e datas importantes a se observar para realização do REO7. 
Dia Importante Participação 
08/11/2021 a 10/11/2021 Leitura e reflexão sobre o REO e 
leitura dos materiais sugeridos. 
Individual 
11/11/2021 a 13/11/2021 Participação no Fórum de 
discussão – Revisão dos 
conceitos 
Individual 
Segunda semana do REO 
– dia e horário da aula de 
acordo com o SIG 
Aula via Google Meet – Uma 
sala virtual será criada e o link 
disponibilizado no Campus 
Virtual 
Todos – Caso o 
estudante não consiga 
participar, a aula ficará 
gravada e o link 
disponibilizado no 
campus virtual 
Até 21/11/2021 Envio de um documento com as 
respostas às questões do REO 
Grupo 
 
Equilíbrio químico - Prática 10 - Página 65 
A) Estudo do equilíbrio químico formado por cromato e dicromato de potássio.1 
Assista ao vídeo disponibilizado no link https://www.youtube.com/watch?v=tX-Wg7Eh-Sg 
(“Experiencia de Equilíbrio Químico, Cromato e Dicromato de Potássio”) que mostra a 
resposta do sistema em equilíbrio citado em relação à adição de determinadas substâncias. 
Após acesso ao vídeo, responda os itens seguintes: 
https://www.youtube.com/watch?v=tX-Wg7Eh-Sg
 
 
ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO7 
 
A1) Apresente a equação que representa o equilíbrio focalizado. Apresente a expressão para 
constante de equilíbrio para essa reação. identifique as cores predominantes (amarelo ou 
laranja) para soluções de cromato e dicromato de potássio. 
A2) Qual será a cor de uma solução de dicromato se aumentarmos o pH para 
aproximadamente 10? Justifique sua resposta com base nos princípios de Le Chatelier; 
A3) Por que a adição de solução de HCl, um ácido forte, ao sistema contendo cromato de 
potássio (Início do vídeo) modifica a coloração de amarelo para laranja, no tubo 1? 
A4) Por que a adição de solução de NaOH, uma base forte, modifica a coloração do tubo 2 
de laranja para amarelo? (Aproximadamente no instante igual a 1min e 15s de vídeo). 
A5) Por que a adição de solução de NaOH, uma base forte, modifica a coloração do tubo 1 
(que volta a ficar amarelo) no instante igual a 1min e 47s de vídeo? 
A6) Sabendo-se que a solubilidade do BaCrO4 corresponde a 8,5 x 10-11 mol L-1 e que o 
BaCr2O7 é solúvel, o que justifica a formação de um sólido no instante igual a 2min e 48s do 
vídeo, no qual nitrato de bário é adicionado ao tubo 3? 
A7) Que outro parâmetro físico-químico poderia ser alterado de forma a perturbar o equilíbrio 
sob estudo? 
 
B) Estudo do Equilíbrio Químico formado entre amônia e água 
Assista ao vídeo disponibilizado no link https://www.youtube.com/watch?v=NHj_Ow3Nkv8 
(“Tinta que desaparece”) que mostra o desaparecimento da cor de mancha em pano após 
adição de solução de amônia a mistura contendo etanol, água e fenolftaleína. Após acesso 
ao vídeo, responda os itens seguintes: 
B1) Descreva, de forma detalhada (apresentando a equação química), o equilíbrio focalizado 
nesse experimento. Não considere o etanol em sua equação. 
B2) Justifique o desaparecimento da cor considerando o equilíbrio focalizado. Justifique sua 
resposta com base nos princípios de Le Chatelier; 
B3) A adição de nova quantidade de amônia (solução de amônia) à solução contendo 
fenolftaleína deve implicar em qual efeito visual? Justifique. 
B4) No vídeo, imediatamente após a adição de uma determinada substância, surge uma cor 
intensa. O que deveria acontecer caso fosse adicionada uma solução de um ácido forte, como 
HCl, ao béquer mostrado? Justifique. 
B5) Para a reação da amônia com o oxigênio, para a qual se tem um ΔH igual a -1.531 kJ, 
tem-se a equação seguinte: 
 
4NH3(g) + 3O2(g) ⇌ 2N2(g) + 6H2O(l)De acordo com os Princípios de Le Chatelier, o sistema, ao ser perturbado, se deslocará de 
forma a restabelecer o estado de equilíbrio. Indique o que ocorrerá com o sistema em cada 
situação e justifique suas respostas: 
https://www.youtube.com/watch?v=NHj_Ow3Nkv8
 
 
ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO7 
 
a) Adição de O2 ao sistema. 
b) Adição de N2 ao sistema. 
c) Remoção de H2O do sistema. 
d) Diminuição isotérmica do volume do recipiente. 
e) Aumento da temperatura. 
f) Aumento isotérmico do volume do recipiente. 
g) Adição de gás He sem alteração de volume. 
 
Cinética química - Prática 9 - Página 63 
C) Efeito de concentração dos reagentes na cinética da reação de iodeto de potássio 
(KIO3) e bissulfito de sódio (NaHSO3). 
Assista ao vídeo disponibilizado no link https://www.youtube.com/watch?v=xxiWtUAF6Sw que 
mostra o efeito da concentração do KIO3 sobre a velocidade da reação entre o KIO3 e o 
NaHSO3. Após acesso ao vídeo e leitura da prática da apostila, responda os itens seguintes: 
C1) Apresente as equações químicas envolvidas no aparecimento da cor em cada béquer. 
Diante dessas informações, quais íons estão presentes numa mistura das soluções desses 
dois sais antes de a reação acontecer? 
C2) Como a ocorrência da reação química é identificada no processo sob investigação? 
Escreva a equação de velocidade de consumo de iodeto. 
C3) Explique o que aconteceria se houvesse a agitação das soluções do vídeo em cada 
béquer com um bastão de vidro. Justifique sua resposta. 
Leia atentamente o procedimento da apostila (seção 10.3.2. da página 64). Dados 
experimentais obtidos para esse procedimento em experimentos de semestres anteriores são 
mostrados. Responda: 
C4) Determine o número de mols de íons IO3
- e HSO3
- em cada tubo de ensaio da Tabela 2, 
sabendo que as concentrações das soluções estoques de NaHSO3 e de KIO3 são iguais a 
0,05 molL-1. Indique os cálculos envolvidos em cada tubo de ensaio. 
C5) Determine a concentração molar dos íons iodeto (IO3
-), após a mistura de todos os 
reagentes, indicando os cálculos envolvidos em cada tubo de ensaio. 
C6) Por que foram adicionadas diferentes quantidades de água nos tubos de ensaio da Tabela 
2? 
C7) Determine a quantidade de mols de íons HSO3
- que reagirá no tubo de ensaio 3. Indique 
os cálculos. 
 
 
 
 
 
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Tabela 2. Dados experimentais para determinação da velocidade de consumo do HSO3
-. As 
temperaturas são: T1= 25 oC e T2 = 5oC. 
Tubo Volume 
NaHSO4 
(mL) 
Volume 
KIO3 
(mL) 
Volume 
H2O 
(mL) 
Concentração 
[IO3] 
(mol L-1) 
Tempo 
(s) 
Velocidade 
(mol L-1 s-1) 
T1 T2 V1 V2 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
10 
10 
10 
10 
10 
10 
10 
9 
8 
6 
4 
2 
0 
1 
2 
4 
6 
8 
 3 
5 
8 
15 
21 
39 
7 
11 
17 
32 
44 
102 
 
 
D) Efeito da temperatura na velocidade de reação 
Leia atentamente o procedimento da apostila (seção 10.3.2. da página 63) e responda: 
D1) Determine, utilizando os dados da Tabela 2, a velocidade de consumo de iodeto em cada 
um dos tubos de 1 a 6, nas temperaturas de 25°C e 5°C. Indique os cálculos envolvidos. 
D2) Plote um gráfico das velocidades de consumo dos íons HSO3
- em função da concentração 
de IO3
- para cada temperatura investigada. 
D3) Explique o que aconteceria com a velocidade de consumo dos íons IO3
- se a reação fosse 
realizada a 35°C. Justifique sua resposta. 
 
E) Velocidade de reação e outros fatores que afetam 
E1) Indique o que aconteceria com o tempo de reação caso um catalisador fosse adicionado 
no tubo de ensaio 6 (Tabela 2) na temperatura de 298 K. Justifique sua resposta. 
E2) Quando uma quantidade de prata metálica é colocada em uma solução aquosa de ácido 
clorídrico, hidrogênio molecular é produzido segundo a equação química balanceada a seguir: 
 
Ag(s) + 2H+(aq) → H2(g) + Ag+(aq) 
 
Uma amostra de 5,0 g de prata metálica pulverizada foi colocada para reagir com 15,00 mL 
de uma solução de ácido clorídrico 1,00 moL L-1. Foi observado que a massa consumida do 
metal variou com o tempo. Os dados foram acondicionados no quadro a seguir: 
 
 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO7 
 
Massa consumida (g) Tempo de reação / (min) 
0,0 0 
0,6 1 
2,5 16 
3,7 28 
Dado: MM(Ag) = 107,87 g mol-1 
a) Escreva a expressão de velocidade de consumo e formação com relação a todos os 
componentes da reação acima. 
b) Qual o efeito que observaria no tempo de reação se a prata metálica não fosse 
pulverizada? Justifique sua resposta. 
c) Calcule a velocidade média da reação de consumo de magnésio, em mol L-1 s-1, no 
intervalo entre i) 0 e 16 minutos e entre ii) 1 e 28 minutos. 
d) Considerando os fatores que podem alterar as velocidades das reações químicas, 
explique a razão da diferença obtida entre as duas velocidades médias calculadas no item 
anterior. 
 
4. Que produtos devem ser gerados e como serão avaliados? 
Como produto de avaliação, vocês deverão participar dos fóruns de grupo de discussão que 
envolverão as questões desse REO. Esses fóruns consistirão em perguntas que o professor 
deixará como norteadoras para a discussão. Novas perguntas poderão ser realizadas por 
cada estudante. A partir das discussões realizadas, cada equipe deverá enviar um 
documento com as respostas das questões do REO até o dia 21/11/2021. Esse documento 
deve ser enviado via Campus Virtual, em local específico para isso, seguindo as instruções 
dadas em momento oportuno – cabe ressaltar que o documento deve estar devidamente 
formatado, contendo tanto as perguntas quanto as respostas do REO, e ser enviado na 
extensão .pdf. A nota desse REO é dividida em 20% para o fórum de discussão e 80% para 
o questionário. 
. 
 
5. Referências 
[1] – Apostila de Química Geral Experimental – Universidade Federal de lavras - Semestre 
2020/1 – Disponível no Campus Virtual. 
[2] - BROWN, T.L.; LEMAY Jr., H.E.;BURSTEN, B.E. Química: ciência central, 9 ed. 
Englewood Cliffs: Prentice Hall, 2005. 
OBS: Para acessar o Link da referência 3, primeiro entre em MINHA BIBLIOTECA com 
seu login institucional e depois copie e cole o link 
(https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/pageid/125) na barra de 
endereços do navegador. 
[3] - QUÍMICA geral e reações químicas, v.2. 3. São Paulo Cengage Learning 2016 recurso 
online ISBN 978852211830. 
 
http://www.biblioteca.ufla.br/pergamum/biblioteca_s/php/login_usu.php?flag=minhabiblioteca_redirect.php
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/pageid/125