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MINISTERIO DA EDUCAÇÃO UNIFESP – DIADEMA Departamento de Ciências Exatas e da Terra CURSO: Ciências DISCIPLINAS: Química III CINÉTICA QUÍMICA Nome: Luna Clara de Jesus Pereira R.A.78002 Nome: Natalia de Paula Araújo R.A.78045 Diadema Agosto de 2013. Introdução A cinética química é um ramo da química que estuda a velocidade das reações e fatores que possam afetá-la. Dentre esses fatores estão: o estado físico dos reagentes, quanto maior a superfície de contato, mais rápida a reação tende a ser; conforme aumentamos a concentração dos reagentes, a reação química ocorre mais rapidamente, devido a maior frequência de choque entre as moléculas; a temperatura aumenta na mesma proporção que a velocidade da reação e a presença de um catalizador afeta os tipos de colisões que levam à reação, fazendo com que a reação ocorra mais rapidamente. Materiais 1) Desmanchando Bombril · 2 tubos de ensaio; · Estante para tubos de ensaio; · Proveta de 25 mL; · Solução de sulfato de cobre II, 0,2 mol/L; · Prego; · Pedaço de Bombril – com aproximadamente a mesma massa do prego. 2) Dissolvendo Sonrisal · Béquer de 50 mL; · Proveta de 25 mL; · Comprimido efervescente; · Água quente; · Água gelada. 3) Produzindo espuma. · Proveta de 100 mL; · Espátula; · Detergente líquido comum; · Água oxigenada 10 volumes; · Água oxigenada 30 volumes; · Iodeto de potássio. Procedimento experimental 1) Desmanchando Bombril Colocou-se 5 mL de solução de CuSO4 em cada tubo de ensaio utilizando a proveta. Adicionou-se um pequeno pedaço de Bombril em um dos tubos de ensaio e no outro tubo adicionou-se um prego. Observou-se o tempo de reação em cada condição. 2) Dissolvendo Sonrisal Colocou-se 25 mL de água previamente aquecida em um béquer de 50 mL. Em outro béquer, colocou-se 25 mL de água gelada. Adicionou-se um comprimido efervescente em cada béquer ao mesmo tempo. Observou-se o tempo de reação em cada condição. 3) Produzindo espuma Colocou-se 15 mL de água oxigenada a 10 volumes em uma proveta de 100 mL; e 15 mL de água oxigenada a 30 volumes em outra proveta de 100 mL. Adicionou-se em cada proveta 5 gotas de detergente e agitou-se até completa homogeneização. Em seguida, adicionou-se em cada proveta um pouco de iodeto de potássio com a ajuda da espátula e agitou-se novamente. Observou-se o tempo de reação em cada condição. Resultados e discussões 1) Desmanchando Bombril A área da superfície de contato influenciou a velocidade da reação, visto que, quanto mais rápido as moléculas de chocam, mais rapidamente elas reagem. Tratando-se de reagentes em fases diferentes, como no caso do experimento (prego e Bombril sólidos e a solução de sulfato de cobre II em meio aquoso), a reação está limitada à área de contato, logo, reações envolvendo sólidos tendem a prosseguir mais rapidamente se a área superficial do sólido for aumentada. Devido a este fator, no tubo de ensaio que continha Bombril, houve uma oxidação mais rápida. a) Quais foram as evidências de reação química observadas? Foram observadas: a oxidação do ferro e redução do cobre. b) Que tipo de reação ocorreu? Equacione. Ocorreu uma óxido-redução. 2 Fe(s) + 3 CuSO4(aq) → 3 Cu(s) + Fe2(SO4)3(aq) c) Em qual forma o ferro e o cobre se encontravam antes da reação? Ferro: sólido e o cobre: líquido d) Em qual forma o ferro e o cobre se encontravam após a reação? Ferro: sólido e o cobre: líquido e) Em qual tubo de ensaio a velocidade da reação foi maior? Justifique. No tubo de ensaio contendo Bombril, pois sua superfície de contato era maior. f) Que fator influenciou a velocidade da reação observada? A superfície de contato. 2) Dissolvendo Sonrisal Por meio deste experimento pode-se observar como a temperatura afeta a velocidade da reação. No béquer que continha água quente o comprimido efervescente se dissolveu mais rapidamente, devido ao aumento da energia cinética das moléculas. À proporção que as moléculas se movem mais rapidamente, elas se chocam mais frequentemente e também com energia mais alta, acarretando o aumento da velocidade. a) Em qual condição a dissolução foi mais rápida? Na água quente. b) Qual é a influência da temperatura na velocidade da dissolução do Sonrisal? À medida que a temperatura aumenta, ela faz com que as moléculas se movam mais rápido, se chocando com maior frequência e com energia mais alta, ocasionando o aumento da velocidade na reação. c) Qual é a causa da efervescência ao colocarmos o Sonrisal na água? O efeito da efervescência é obtido ao reagir um ácido com um carbonato ou bicarbonato. Essa reação resulta no sal do ácido, água e libera CO2 para a solução. Como o gás é pouco solúvel em água, ele é liberado da solução em forma de bolhas. 3) Produzindo espuma Na experiência pode-se observar a decomposição da água oxigenada (H2O2) acelerada por um catalizador, o iodeto de potássio. A reação se deve ao fato das soluções de peróxido de hidrogênio serem instáveis, tendo uma velocidade de reação lenta à temperatura ambiente, havendo formação de água e oxigênio. Após a adição do catalizador, o peróxido de hidrogênio foi decomposto, liberando rapidamente o oxigênio (1). A adição do detergente líquido comum teve como finalidade evidenciar a espuma formada, destacando a velocidade da reação em cada proveta. (1) 2H2O2(aq) --> 2H2O(l) + O2(g) A cinética da reação é dada pelas seguintes equações: H2O2 (aq) + I- (aq) --> H2O (l) + IO- (aq) H2O2 (aq) + IO- (aq) --> H2O (l) + O2 (g) + I- (l) a) Qual é a causa da produção de espuma no experimento realizado? A adição do iodeto de potássio (catalizador), fazendo com que o oxigênio liberado forme a espuma. b) Qual é a diferença entre a água oxigenada 10 volumes e 30 volumes? A concentração de peróxido de hidrogênio na solução. c) Em qual condição a velocidade da reação foi maior? Por quê? Na proveta que continha água oxigenada a 30 volumes. d) O que ocorre se não adicionarmos iodeto de potássio na água oxigenada? A reação ocorrerá mais devagar. e) Qual é a função do iodeto de potássio? Ele age como o catalizador, aumentando a velocidade da reação. f) A reação observada é endotérmica ou exotérmica? Exotérmica, pois libera energia em forma de calor. g) Que fator influenciou a velocidade na reação deste experimento? A adição de um catalizador (iodeto de potássio) afetou os tipos de colisões (os mecanismos) que levam à reação, aumentando a velocidade da reação. Conclusão Referências BROWN, Theodore L.; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química, a Ciência Central – 9ª Edição, Pearson, São Paulo, 2007. http://www.allchemistry.com.br/newsletter_baseefervescente.php Acesso em: 22 de Agosto de 2013. http://pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=146 Acesso em: 22 de Agosto de 2013.
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