Cinética de Decomposição do Peróxido de Hidrogênio

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Cinética de Decomposição do Peróxido de Hidrogênio (H2O2) 
 
Ingrid Layanne dos S. Pereira, Letícia B. Vieira, José Carlos de Araújo C. Filho. 
Universidade Federal do Pará – Rua Augusto Corrêa, 01 – Belém – Pará – Brasil 
lala.ilsp@gmail.com 
 
Introdução 
O peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água 
oxigenada, é um dos mais versáteis oxidantes que existe, superior ao cloro, 
dióxido de cloro e permanganato de potássio; através de catálise, H2O2 pode ser 
convertido em radical hidroxila com reatividade inferior apenas ao flúor. É 
reconhecidamente citado como o oxidante mais eficiente na conversão de SO2 
em SO42-, um dos maiores responsáveis pela acidez das águas de chuva. 
Em adição ao controle da poluição, muitas vezes com ênfase ao 
monitoramento ambiental, o peróxido de hidrogênio é empregado nos processos 
de branqueamento nas indústrias têxtil, de papel e celulose, é também 
importante nas áreas envolvidas com alimentos, medicamentos, monitoramento 
de processos, dentre outras. Os processos mais eficazes no tratamento de 
efluentes são aqueles denominados como “Processos Oxidativos Avançados” 
(POA). Estes são baseados na geração do radical hidroxila que tem alto poder 
oxidante e pode promover a degradação de vários compostos poluentes em 
pouco tempo. O H2O2 pode ser determinado por volumetria, espectrofotometria, 
fluorimetria, quimiluminescência, algumas vezes com o emprego de fibra óptica, 
cromatografia e por métodos eletroquímicos. 
O presente trabalho tem como objetivo analisar a cinética de 
decomposição do peróxido de hidrogênio pela ação de um catalisador, por meio 
de um sistema manométrico, para comprovar que é possível quantificar a 
concentração de H2O2 decomposta pela concentração de O2 formada e definir a 
ordem desta reação. 
 
Procedimento experimental 
Foi preparada uma solução de 30 mL de H2O2 P.A. (Figura 1) diluída em 
água destilada até o volume final de 500 mL. Em seguida, foram transferidos 100 
mL da solução diluída de peróxido de hidrogênio para um balão volumétrico e 
então adicionados 10 mL do catalisador, Iodeto de Potássio (KI), de 
concentração igual a 0,5 gmol/L. O balão foi acoplado ao sistema manométrico 
(Figura 2) devidamente vedado para não haver vazamento de gás, após verificar 
o equilíbrio hidrostático, a válvula foi fechada, comprimindo o gás, para que 
iniciasse a leitura do manômetro. Com o auxílio de um cronômetro foi medido o 
intervalo de tempo a cada centímetro do fluido deslocado no tubo manométrico, 
realizando o experimento em duplicata. 
 
Figura 1- Peróxido de Hidrogênio P.A. 
 
 
Figura 2- Balão volumétrico acoplado ao sistema manométrico 
 
Resultados e discussões 
A reação química de decomposição da água oxigenada em meio aquoso 
ocorre da seguinte forma: 
H2O2(l)
K
→ 
1
2
O2 (g) + H2O (l) (1) 
Para uma reação irreversível de 1ª ordem, pode-se obter: 
−
d[H2O2]
dt
= K[H2O2] (2) 
−
d[H2O2]
dt
= 2
[O2]
dt
 (3) 
Para a realização do experimento foi proposto um mecanismo de catálise, 
pois ao inserir um catalisador a velocidade da reação irá acelerar, influenciando 
assim o K: 
KI + H2O2 → KIO + H2O (4) 
KIO + H2O2 → O2 + H2O + KI (5) 
A pressão parcial de O2 foi calculada segundo o princípio de Stevin: 
PO2 = PATM + ρH2O + g + H (6) 
Em que ρH2O
 é a massa específica da água, para este experimento 
considerou-se 0,9965 g.cm-3, assumindo que a temperatura era de 
aproximadamente 27ºC; g a aceleração da gravidade igual a 981cm.s-2; H a 
altura deslocada no manômetro em cm; PO2 a pressão parcial de O2 e PATM a 
pressão atmosférica equivalente a 1013250 dyn.cm-2. 
Para obter K, constante de velocidade da reação, utilizou-se a seguinte 
relação proposta para uma reação de 1ª ordem: 
Ln (
PO2
PO2
0) = K.t (7) 
Através da leitura do manômetro obteu-se os resultados da Tabela 1 para 
a reação de decomposição do H2O2: 
 
Tabela 1- Dados do experimento 
H (cm) t1 (s) t2 (s) PO2 (dyn/cm²) Ln (PO2/PO2º) 
1 5,93 9,13 1014227,567 0 
2 12,68 18,42 1015205,133 0,000963389 
3 21,37 28,02 1016182,7 0,001925851 
4 27,82 36,71 1017160,266 0,002887387 
5 38,34 46,4 1018137,833 0,003848 
6 45,59 55,46 1019115,399 0,004807691 
7 54,28 64,16 1020092,966 0,005766461 
 
Por meio das relações e dos gráficos 1 e 2 adquiriu-se K de 
aproximadamente 1,178×10-4 s-1 e 1,045×10-4 s-1 para os respectivos intervalos 
de tempo, t1 e t2, e coeficientes de correlação (R2) de 0,9976 e 0,9998. 
Gráfico 1- Teste para reação de 1ª ordem da corrida 1 
 
 
Gráfico 2- Teste para reação de 1ª ordem da corrida 2 
 
 
A temperatura interfere diretamente na expansão do gás, pois a troca de 
calor do ambiente com o sistema manométrico resultará no aumento da 
velocidade de efusão, deslocando-o para direção onde a pressão é menor, por 
este motivo, o efeito da temperatura pode causar erros. Além disso, as leituras 
dos operadores podem resultar em possíveis imprecisões nos dados. Por ser um 
experimento realizado a baixas pressões é imprescindível que o sistema esteja 
devidamente vedado, pois o manômetro é extremamente sensível a troca de 
calor e qualquer escape gasoso e ocasionará em desvios significativos nos 
resultados obtidos. O ideal seria que houvessem mais repetições para que o 
trabalho científico apresentasse maior confiabilidade e reprodutibilidade. 
 
Conclusão 
Devido aos altos valores dos coeficientes de correlação (0,9976 e 0,9998) 
obtidos pelo teste realizado para a pressão parcial de O2 é possível quantificar a 
decomposição do peróxido de hidrogênio, já que O2 é produzido a partir da 
decomposição de H2O2, então é correto afirmar que a reação segue o modelo de 
1ª ordem. Foi citado também que se houvessem mais repetições os resultados 
obtidos seriam mais confiáveis. É de extrema importância que o sistema 
manométrico esteja vedado e isolado termicamente, pois a temperatura é a 
variável que mais resulta em erros, já que este é imensamente sensível à troca 
de calor. A leitura dos operadores também foi decisiva para a precisão dos 
resultados obtidos. 
 
Referências Bibliográficas 
1. CONCEIÇÃO, Elizeu M; FILHO, José C.A.C. Cinética de decomposição 
do Peróxido de hidrogênio (H2O2). Instituto de Tecnologia, UFPA. Belém, 
2016. 
2. Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, Ed 64. 
3. MATTOS, Ivanildo Luiz De. “PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO: 
IMPORTÂNCIA E DETERMINAÇÃO”; Quim. Nova, Vol. 26, No. 3, 373-
380, 2003.