Relatório Cinética

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS 
Campus Palmeira dos índios 
CURSO SUPERIOR EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
JOSÉ DAVI CARLOS DA SILVA GOMES 
JAIRO DA SILVA GUABIRABA FILHO
JOSÉ BRUNO DOS SANTOS GALVÃO 
JOÃO WALLISSON MENDES DA SILVA
ESTUDO CINÉTICO
Palmeira dos índios, AL
2022
INTRODUÇÃO 
A cinética química oferece ferramentas para estudar a velocidade das reações, dependendo principalmente do tipo dos reagentes, de sua quantidade e da sua temperatura. Em laboratório foi realizado um estudo cinético da reação química da acetona com o iodo, com o intuito de medir e calcular a velocidade de reação. Para esse experimento foram utilizadas as substância: acetona 4,0 M, ácido clorídrico 1,0 M, água destilada e iodo 0,005 M.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Para a realização do procedimento experimental, foram realizados vários testes com diferentes concentrações de cada substância e com variações de temperatura como mostra a tabela abaixo.
	
	Tubo A
	Tubo B
	
	
	Ensaio
	Sol. de acetona em (mL)
	Sol. de HCL em (mL)
	Água destilada (mL)
	Sol. de iodo em (mL)
	Temperatura 
	Tempo em (min)
	1
	2,00
	2,00
	4,00
	2,00
	25°C
	04:51
	2
	4,00
	2,00
	2,00
	2,00
	25°C
	02:07
	3
	6,00
	2,00
	-x-
	2,00
	25°C
	01:31
	4
	2,00
	4,00
	2,00
	2,00
	25°C
	04:03
	5
	2,00
	6,00
	-x-
	2,00
	25°C
	02:50
	6
	2,00
	2,00
	2,00
	4,00
	25°C
	07:45
	7
	2,00
	2,00
	-x-
	6,00
	25°C
	13:00
	8
	2,00
	2,00
	4,00
	2,00
	15°C
	18:07
	9
	2,00
	2,00
	4,00
	2,00
	35°C
	01:24
	10
	2,00
	2,00
	4,00
	2,00
	45°C
	00:50
tabela1
Foram separados dois tubos A e B, para ser feitos diferentes testes com as soluções acetona 4,0 M, ácido clorídrico 1,0 M e água destilada para o tubo A. Ao tubo B, foi adicionada apenas a solução de iodo 0,005 M com variações de quantidades conforme a tabela. Foi adicionado também um terceiro tubo com apenas água destilada, com o intuito de ser usado como referência para perceber o exato momento que a cor amarela do iodo desaparece. 
Na variação dos tubos de ensaios de 1 ao 7 forma utilizadas apenas a temperatura ambiente, que era de 25°C. E nos demais tubos ouve variações diferentes, no tubo 8 a variação foi de 10°C abaixo da temperatura ambiente, que resultou em 15°C. Para o tubo de ensaio 9 a variação de temperatura foi de 10°C acima da temperatura ambiente, que resultou em 35°C. Para o tubo de ensaio 10 a variação de temperatura foi de 20°C acima da temperatura ambiente, que resultou em 45°C. Para medir o tempo de reação, foi adicionado o conteúdo do tubo A no tubo B acionando simultaneamente o cronômetro. 
TRATAMENTO DE DADOS
Para encontrar as novas concentrações, inicialmente vamos encontrar o número de mols dos reagentes em cada ensaio, utilizamos o ensaio 1 como exemplo.
 
 = 
 = 
 = 
Tabela: 
	
Ensaio
	N° de mols de
Acetona
	N° de mols de
HCI
	N° de mols de
Iodo
	1
	0,008 
	0,002 
	0,00001
	2
	0,016 
	0,002
	0,00001
	3
	0,024 
	0,002
	0,00001
	4
	0,008
	0,004
	0,00001
	5
	0,008
	0,006
	0,00001
	6
	0,008
	0,002
	0,00002
	7
	0,008
	0,002
	0,00003
	8
	0,008
	0,002
	0,00001
	9
	0,008
	0,002
	0,00001
	10
	0,008
	0,002
	0,00001
					Tabela 2
Agora o que será buscado é a concentração de cada reagente relativo ao volume final da solução (10 mL), para isso utilizaremos a mesma equação.
 
 
 = 
Tabela:
	
Ensaio
	N° de mols de
Acetona
	N° de mols de
HCI
	N° de mols de
Iodo
	1
	0,8 
	0,2 
	0,001
	2
	1,6 
	0,2
	0,001
	3
	2,4 
	0,2
	0,001
	4
	0,8
	0,4
	0,001
	5
	0,8
	0,6
	0,001
	6
	0,8
	0,2
	0,002
	7
	0,8
	0,2
	0,003
	8
	0,8
	0,2
	0,001
	9
	0,8
	0,2
	0,001
	10
	0,8
	0,2
	0,001
Tabela 3
Utilizando a equação 2, iremos encontrar a velocidade de reação
	
𝑡 = tempo até a cor amarela sumir
= concentração inicial
 
Tabela: 
	Ensaio
	Tempo de reação (min)
	Velocidade de reação 
	1
	4,85
	
	2
	2,11
	
	3
	1,51
	
	4
	4,05
	
	5
	2,83
	
	6
	7,45
	
	7
	13,00
	
	8
	18,01
	
	9
	1,40
	
	10
	0,83
	
 Tabela 4
Agora iremos 3 calcular as ordens de reação a (ensaios 1, 2, 3), b (ensaios 1, 4, 5) e c (ensaios 1,6,7) usando a equação 3.
 , onde (eq. 2)
Utilizando a equação nos ensaios 1 e 2:
 ,
 ,
 ,
Fazendo resolvendo a equação para os outros ensaios, temos: 
	 Reação a
	
	Ensaio
	Ordem da reação
	1 e 2
	 1,1953
	1 e 3
	1,0615
	 Reação b
	
	Ensaio
	Ordem da reação
	1 e 4
	 0,2509
	1 e 5
	0,4829
	 Reação c
	
	Ensaio
	Ordem da reação
	1 e 6
	 2,702
	1 e 7
	1,0986
Com esses dados podemos encontrar k, a constante de velocidade da reação. Logo, temos: 
 
	 
Escolhemos 3 ensaios arbitrários realizados a temperatura ambiente e utilizando a equação 3, temos: 
 
			 
			 
Com a média dos valores encontrados podemos achar um valor para k, assim:
 
 
Agora vamos usar a equação (3) para encontrar k para diferentes temperaturas (ensaio 8 , 9 e 10). 
 
 
 
Desta forma podemos construir a seguinte tabela com as temperaturas:
	Temperatura 
(ºC) 
	Temperatura 
(K) 
	k
	15
	288,15
	
	25
	298,15
	
	35
	308,15
	
	45
	318,15
	
Agora podemos encontrar a energia de ativação, para isso utilizaremos a seguinte equação:
	
		
		 
		
		
		
QUESTÕES
1) O que é velocidade de reação?
A velocidade de uma reação química indica variação da quantidade de reagentes e produtos com o passar do tempo. Onde os reagentes vão sendo consumidos e os produtos são formados. Ou seja, a variação da concentração com o tempo.
2) O que é ordem de uma reação?
A ordem de uma reação quando se refere a certo reagente, é definida com a potência a qual seu termo de concentração é elevado.
3) O que é a constante de uma reação?