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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CURSO ENGENHARIA DE ALIMENTOS
FUNDAMENTO DA FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA U3P1: DETERM. DE PARÂMETROS
CINÉTICOS PELO MÉTODO DAS VELOC. INICIAIS
RAFAEL HOLANDA LINS NETO
TAMYRES MONTEIRO DA SILVA
Setembro – 2022
João Pessoa/PB
SUMÁRIO
1. Introdução 3
2. Objetivo 5
3. Metodologia Experimental 5
3.1 Materiais: Equipamentos e Reagentes 5
3.2 Procedimento experimental 6
4. Resultados e Tratamento dos Dados obtidos: 7
4.2 Gráfico 7
5. Conclusões 10
6. Referências Bibliográficas 11
1. Introdução
Neste experimento será estudada a reação do iodeto de potássio (KI) com o persulfato de potássio
(K2S2O8):
K2S2O8(aq) + 2 KI(aq) —> 2 K 2SO4(aq) + I2(aq). (1)
A velocidade inicial da reação pode ser medida trabalhando-se com uma concentração baixa e
conhecida de íons tiossulfato (S2O3
2–), com formação de íons tetrationato (S4O6
2–):
2 S2O32– (aq) + I2(aq) S4O6 2– (aq) + 2 I– (aq). (2)
A lei de velocidade desta reação, sob temperatura e força iônica constantes, pode ser escrita como:
onde m e n são as ordens de reação em relação ao persulfato (S2O8
2–) e ao iodeto (I–),
respectivamente.
Nesta prática, utilizaremos o método da velocidade inicial para encontrar m e n. O método é dado
pela medição da velocidade de reação após um período de tempo curto o bastante para que a
reação não tenha ocorrido apreciavelmente, mas longo o suficiente para que a velocidade não seja
afetada pelo tempo de mistura dos reagentes. É medido o intervalo de tempo (t) entre o início da
reação e o aparecimento de uma coloração azul característica, correspondente à formação de uma
quantidade fixa de iodo ([I2]) pela reação (1), que é determinada pela quantidade de tiossulfato
utilizada na reação (2). A taxa de formação do iodo é igual à taxa de consumo do persulfato e,
portanto, à velocidade da reação.
Assumindo que a quantidade de tiossulfato utilizada satisfaz às condições necessárias à medida da
velocidade inicial, tem-se:
Uma vez que são feitas várias medidas em condições iniciais diferentes, porém se mantendo a
quantidade de tiossulfato em um valor fixo, tem-se que [I2] é o mesmo em cada uma das medidas, o
que resulta em:
Substituindo a equação (5) na lei de velocidade (3) e tirando o logaritmo neperiano de ambos os
membros da equação resultante, obtém-se (confirme este resultado):
2. Objetivo
Determinar a ordem da reação de oxidação do iodeto de potássio pelo persulfato de potássio
através do método das velocidades iniciais.
3. Metodologia Experimental
3.1 Materiais: Equipamentos e Reagentes
01 Balão de 250 mL;
03 Balões de 500 mL;
14 Béqueres de 50 mL;
03 Buretas de 25 mL;
01 Pipeta volumétrica de 5 mL;
01 Pêra;
01 Termômetro (0-100 °C±0,5 °C);
14 Béqueres (de 50 ou 100 mL);
Solução “A”: K2S2O8 0,1 M;
Solução “B”: Na2SO4 0,1 M;
Solução “D”: Na2S2O3 0,01 M;
Solução “C”: KI 0,1 M em Na2SO4;
Solução aquosa 1% de amido;
3.2 Procedimento experimental
Não precisamos preparar as soluções, pois o técnico já havia preparado. Enumeramos
os 7 pares de béqueres (um par para cada medida) e colocamos as quantidades
especificadas nas colunas da tabela abaixo. Utilizamos buretas de 25 mL para as
soluções “a”, “b” e “c”, e uma pipeta volumétrica de 5 mL para a solução “d”.
Seguimos a tabela abaixo para fazer o próximo passo, colocamos 10 mL da solução
“a” no frasco 1a e reservamos, colocamos 10 mL da solução “a” no frasco 2a e
acrescentamos 2 mL da solução “b” e reservamos, no frasco 3a colocamos 10 mL da
solução “a” e acrescentamos 4 mL da solução “b” e reservamos, no frasco 4a
colocamos 10 mL da solução “a” e acrescentamos 6 mL da solução “b”, no frasco 5a
acrescentamos 8 mL da solução “a” e acrescentamos 2 mL da solução “b” e
reservamos, no frasco 6a acrescentamos 6 mL da solução “a” e acrescentamos 4 mL
da solução “b” e reservamos, no frasco 7a acrescentamos 4 mL da solução “a” e
acrescentamos 6 mL da solução “b” e reservamos. Para os frascos “b” acrescentamos
5 mL da solução “d” em todos os 7 frascos e seguida acrescentamos a solução “c” em
todos os frascos “b”, 10 mL no frasco 1b, 8 mL no frasco 2b, 6 mL no frasco 3b, 4 mL
no frasco 4b, 10 mL no frasco 5b, 10 mL no frasco 6b, 10 mL no frasco 7b.
Logo após, colocamos 2 gotas de amido no frasco 1a, em seguida misturamos o par
1a/1b, acionamos o cronômetro imediatamente após a mistura, medimos a temperatura
da solução e o tempo necessário para o aparecimento da coloração azul, repetimos o
procedimento para os demais pares de béqueres.
Tabela para realizar o procedimento:
4. Resultados e Tratamento dos Dados obtidos:
4.1 Dados obtidos através do procedimento experimental:
Pares de
Frasco
Temper
atura
Tempo
(s)
[K2S2O
8]
[Na2SO
4] [I-]
[Na2S2
O3] ln [1/t]
ln
[S2O82] ln [I-]
1a + 1b 28.5 °C 125 0,04 0 0,04 0,002
-4,82831
3737
-3,21887
5825
-3,21887
5825
2a + 2b 28.5 °C 140 0,04 0,008 0,032 0,002
-4,94164
2423
-3,21887
5825
-3,44201
9376
3a + 3b 28.5 °C 187 0,04 0,016 0,024 0,002
-5,23110
8617
-3,21887
5825
-3,72970
1449
4a + 4b 28.5 °C 280 0,04 0,024 0,016 0,002
-5,63478
9603
-3,21887
5825
-4,13516
6557
5a + 5b 28.5 °C 135 0,032 0,008 0,04 0,002
-4,90527
4778
-3,44201
9376
-3,21887
5825
6a + 6b 28.5 °C 160 0,024 0,016 0,04 0,002
-5,07517
3815
-3,72970
1449
-3,21887
5825
7a + 7b 28.5 °C 315 0,016 0,024 0,04 0,002
-5,75257
2639
-4,13516
6557
-3,21887
5825
4.2 Gráfico
gráfico 1:
onde n = 1,09
gráfico 2:
onde m = 0,755
A partir do gráfico obtém-se a equação da reta: y = ax + b, somando m+n obtemos a lei de
velocidade geral = 1,854.
ln(1/t) = ln k + 0,755 + 1,09
Portanto, como a ordem da reação é de aproximadamente de 2.
V= K [S2O82-]0,755 [I-]1,09
V=1,854
Logo, a ordem da reação de oxidação do iodeto de potássio pelo persulfato de potássio tem
ordem 2.
5. Conclusões
O objetivo de determinar experimentalmente a constante de velocidade da reação foi
alcançado. Para obtenção deste resultado com exatidão, foram necessários alguns cuidados,
tais como preparar cuidadosamente as soluções,limpando todo o material previamente, para
que não ocorressem interferências. Os tempos foram bem marcados com cronômetro
confiável e sempre pela mesma pessoa do grupo. Também, apenas uma pessoa do grupo
observava oaparecimento da coloração mudar para evitar erros de visualização.
Aplicando a metodologia simples e prática descrita nesse experimento, conseguiu-se
comprovar que se tratava de uma reação de segunda ordem. Neste caso, a velocidade de
reação é diretamente proporcional à concentração da substância reagente.
O iodo liberado na oxidação do iodeto reage com o tiossulfato, regenerando oiodeto. Esta
reação é muito rápida e, por isso, o tiossulfato é consumido com a mesma velocidade de
formação do iodo, ou seja, com a mesma velocidade de reação do persulfato de potássio.
QUESTÕES PARA O RELATÓRIO
1. Qual a equação iônica efetiva da reação expressa na equação (1)?
Esta é uma reação de oxidação-redução (redox):
K2S2O8 é um agente oxidante, KI é um agente redutor. Esta é uma reação de precipitação: I2
é o precipitado formado.
2 KI + K2S2O8 → I2 + 2 K2SO4 Para a reação de oxidação do iodeto de potássio pelo
persulfato de potássio, teoricamente, teríamos uma reação de 2ª ordem.
2 KI + K2S2O8 ↔ I2 + 2 K2SO4
I2 + 2 Na2S2O3 ↔ 2 NaI + Na2S4O6
S2O8-2 + 2S2O3-2 ↔ 2SO4-2 + S4O6-2
2. A velocidade inicial da reação foi medida trabalhando-se com uma concentração
baixa e conhecida de íons tiossulfato (S2O32–), com formação de íons tetrationato
(S4O62–). Por que é importante que a concentração de íons S2O32– seja baixa?
3. O método trabalhado neste experimento consiste na medição da velocidade da reação
após um período de tempo curto o bastante para que a reação não tenha ocorrido
apreciavelmente, mas longo o suficiente para que a velocidade não seja afetada pelo
tempo de mistura dos reagentes. Que complicações teríamos se esta reação fosse
monitorada por um período de tempo mais longo?
Erros nos valores finais,já que o tempo iria se estender.
4. Os valores obtidos são satisfatórios?
sim
5. Quais as possíveis fontes de erro ou limitações neste experimento? Para cada uma,
tente dizer que efeito elas terão no resultado esperado dos experimentos.
A temperatura do ambiente pode ter influenciado e também os reagentes podem ter
influenciado, já que eles já estavam preparados desde 2021 e a coloração não ficou azul,
ficou uma cor mais puxada para o marrom.
6. Referências Bibliográficas
ATKINS, P.W.; Físico-Química, 7ª Ed., RJ, Ed. LTC, 2004.