Relatório FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA

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FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA
Anderson Godoi Pires de Moraes
Gabriela Amaral Cavalcante
Ísis Proença Nalesso
Talitha Aparecida de Andrade
Capivari
2018
SUMÁRIO
1- OBJETIVO……………………………………………………………………………..…3
2- INTRODUÇÃO…………………………………………………………………………...4
2.1- Cinética Química………………………………………………………………………4
3- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL…………………………………………………..8
3.1- Sequência 1: Influência da temperatura na velocidade de uma reação
química………………………………………………………………………………………..
8
3.1.1- Parte A………………………………………………………………………………...8
3.1.2- Parte B………………………………………………………………………………...9
3.2- Sequência 2: Influência da concentração na velocidade de uma reação
química………………………………………………………………………………………1
0
3.3- Sequência 3: Influência dos catalisadores na velocidade de uma reação
química…………………………………...…………………………………………………11
4- RESULTADOS E DISCUSSÕES.……………………………………………………..12
4.1- Sequência 1: Influência da temperatura na velocidade de uma reação
quimica………………………………………………………………………………………12
4.1.1- Parte A……………………………………………………………………………….12
4.1.2- Parte B……………………………………………………………………………….13
4.2- Sequência 2: Influência da concentração na velocidade de uma reação
química……………………………………………………………………………………...14
4.3- Sequência 3: Influência dos catalisadores na velocidade de uma reação
química………………………………………………………………………………………1
6
5- CONCLUSÃO…………………………………………………………………………...17
6- REFERÊNCIAS…………………………………………………………………………18
1
1 OBJETIVO
Verificar como a temperatura, a superfície de contato e concentração,
observando a presença de catalisadores influenciam na velocidade de uma reação
química.
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2 INTRODUÇÃO
2.1- Cinética Química
As reações químicas que ocorrem à nossa volta possuem variedades e
sucedem em velocidades diferentes. A velocidade de uma reação química é uma
área estudada pela Cinética química, sendo válido para administrar o tempo de
desenvolvimento das reações, tornando-as mais lentas ou mais rápidas.
Consideramos a seguinte reação:
aX + bY → cZ + dW
Temos que, Z e W vão sendo produzidos à medida que X e Y vão sendo
consumidos.
O estudo dessa área feito pela Cinética Química é especialmente
importante em indústrias e, possui consideráveis consequências tecnológicas.
Alguns fatores interferem na velocidade de uma reação química, e é
importante ressaltar que o controle desse fatores é essencial para o domínio dessa
rapidez ou retardamento. São eles:
➢ Temperatura: Podemos dizer que em uma reação química, quanto maior a
temperatura, maior a velocidade dessa reação, seja ela endotérmica ou
exotérmica. Aceleramos uma reação lenta, quando submetemos os
reagentes a uma temperatura mais alta. Um exemplo disso é um alimento
dentro da geladeira, a diminuição da temperatura, faz com que o alimento se
conserve mais; já na situação contrária, o alimento fora da geladeira
favorece a reação da decomposição, o possível estrago do alimento.
Figura 1: Alimentos congelados na geladeira
Fonte: https://www.eusemfronteiras.com.br/aprenda-a-congelar-os-alimentos-corretamente/
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Figura 2: Morangos estragados
Fonte: http://pratolegal.com.br/dica-restaurantes/page/13/?ModPagespeed=noscript
➢ Concentração dos reagentes: Em uma reação, quanto maior a
concentração de reagentes, maior a rapidez e a aceleração dela. Ela está
diretamente ligada com o número de colisões das partículas dos reagentes.
Esse procedimento ocorreu em um dos experimentos realizados em sala,
quando foram colocados zinco em tubos de ensaio com mesma concentração
e, logo em seguida concentrações diferentes de ácido clorídrico (HCl) em
cada um dos tubos de ensaios.
Notamos na figura a seguir, que o zinco reage mais efetivamente em solução
de ácido sulfúrico concentrado do que em diluído, comprovando que quanto mais a
concentração de reagentes, mais rápida a velocidade da reação.
Figura 3: Zinco em soluções de ácido sulfúrico, diluído e concentrado, respectivamente
Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/influencia-concentracao-na-velocidade-das-reacoes.htm
➢ Pressão: É um fator que interfere exclusivamente em sistema de gases,
afirmando que o aumento da pressão nesse sistema, fará com que a reação
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se torne mais rápida novamente, deixando as partículas dos reagentes em
maior contato.
Figura 4: Influência da pressão em uma reação
Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/influencia-pressao-na-velocidade-das-reacoes.htm
➢ Superfície de contato: Em uma reação, quanto maior a superfície de
contato, maior será a velocidade com que a reação se processe, pois ela
depende do contato entre essas substâncias reagentes. Na reação abaixo,
notamos que um antiácido triturado é muito mais eficiente ao ser dissolvido,
do que um antiácido inteiro, comprovando que quanto maior a superfície de
contato, maior a velocidade da reação.
Figura 5: Reação de antiácido efervescente
Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/superficie-contato-velocidade-das-reacoes.htm
➢ Presença de catalisadores: Catalisadores são usados para acelerar uma
reações químicas, ou seja, são substâncias que interagem com os reagentes,
facilitando a reação, causando um aumento nos produtos por unidade de
tempo. Essas substâncias alteram os mecanismos da reação, diminuindo a
energia usada para que ocorra.
Desta maneira, os catalisadores são muito utilizados em indústrias, e usados
também em carros, pois quanto mais lépido for a reação, mais eficaz será o
processo.
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Figura 6: Processo de catalase em uma reação
Fonte: https://microbeonline.com/catalase-test-principle-uses-procedure-results/
Há também um outro fator que influencia na velocidade de uma reação, como
a natureza de um reagente, pois quanto maior o número das ligações dos reagentes
que são essenciais serem quebradas para ocorrer a reação e quanto mais forte,
mais lenta será a reação.
Outro fator é a presença da luz, elas atuam nas reações fotoquímicas, um
exemplo disso é a fotossíntese, sendo uma energia em forma de onda
eletromagnética, quebrando uma barreira de ativação.
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3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1- Sequência 1: Influência da temperatura na velocidade de uma
reação química
3.1.1 Parte A
Materiais e reagentes
● 2 béqueres;
● Chapa de aquecimento;
● Cronômetro;
● Faca;
● Água;
● Comprimido efervescente;
Procedimento
A. Cortou-se um comprimido efervescente em quatro partes aproximadamente
iguais;
B. Aqueceu-se uma certa quantidade de água utilizando a chapa de
aquecimento;
C. Em um béquer contendo água quente, adicionou-se uma das partes cortadas
do antiácido e com um cronômetro, mediu-se o tempo necessário que
ocorreu a reação e, anotou-se o resultado;
D. Em outro béquer contendo água à temperatura ambiente,repetiu-se o mesmo
procedimento do item anterior com outra parte do comprimido cortado,
cronometrou-se o tempo que ocorreu a reação e, anotou-se o resultado
E.
Figura 7: Comprimido efervescente Figura 8: Comprimido Figura 9: Comprimido cortado
7
Fonte: Próprios Autores Fonte: Próprios autores Fonte: Próprios autores
Figura 10: Béqueres contendo as reações
Fonte: Próprios autores
3.1.2 Parte B
Materiais e reagentes
● 2 béqueres;
● Almofariz e pistilo;
● Cronômetro;
● Água;
● Comprimido efervescente;
Procedimento
A. Em um béquer contendo água à temperatura ambiente, adicionou-se
outra parte do comprimido e, com um cronômetro, anotou-se o
resultado do tempo que a reação ocorreu;
B. Em um almofariz e pistilo, triturou-se a última parte do comprimido;
C. No último béquer, adicionou-se o comprimido triturado, realizando o
mesmo procedimento de todos os itens acima, anotou-se o tempo que
foi cronometrado para que a reação se findasse.
Figura 11: Comprimido sendo triturado Figura 12: Béqueres contendo as reações
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Fonte: Próprios autores Fonte: Próprios autores
3.2- Sequência 2: Influência da concentração na velocidade de uma
reação química
Materiais e reagentes
● 2 tubos de ensaios;
● Espátula;
● Pinça de madeira;
● Luvas de proteção;
● Zinco;
Procedimento
A. Depositou-se uma certa quantidade de zinco nos dois tubos de ensaio
fixos com pinça demadeira,na mesma proporção, utilizando uma
espátula;
B. Em um tubo de ensaio, adicionou-se Ácido clorídrico com uma
concentração de 1 mol, com a medida de aproximadamente dois
dedos e, agitou-se lentamente a fim de observar os resultados obtidos;
C. No segundo béquer, adicionou-se novamente Ácido clorídrico com
uma concentração de 3 mol, novamente com a medida de
aproximadamente dois dedos e, agitou-se lentamente para observar
os resultados obtidos.
Figura 13: Acréscimo de zinco no tubo de ensaio
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Fonte: Próprios autores
3.3- Sequência 3: Influência dos catalisadores na velocidade de uma
reação química
Materiais e reagentes
● Faca;
● Batata ;
● Papel de limpeza;
● Água oxigenada (H2O2).
Procedimento
A. Utilizando uma faca, cortou- se a batata em alguns pedaços;
B. Colocou-se os pedaços na bancada sobre o papel de limpeza;
C. Pingou- se algumas gotas de água oxigenada (H2O2) e, esperou até
que se completasse a reação.
Figura 14: Batata usada no experimento
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Fonte: Próprios autores
Figura 15: Água oxigenada sendo pingada na batata
Fonte: Próprios autores
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1- Sequência 1: Influência da temperatura na velocidade de uma
reação química
A 1° sequência dos experimentos foi dividida em duas partes, parte A e parte
B, logo abaixo:
4.1.1 Parte A
Na parte A o comprimido efervescente foi cortado em quatro partes, sendo
usada apenas duas partes e as outras foram reservadas.
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Figura 16: Comprimido
Fonte: Próprios autores
Logo após, eles foram colocados em dois béqueres, no béquer 1 a água foi
aquecida na chapa de aquecimento, como dita no procedimento experimental e no
béquer 2 a água estava em temperatura ambiente.
Figura 17: Béqueres contendo a reação
Fonte: Próprios autores
Feito isso, foi cronometrado o tempo gasto que ocorreu as reações,ou seja, o
tempo que os comprimidos foram dissolvidos em cada béquer, conforme a tabela 1.
Tabela 1: Duração para a ocorrência das reações químicas
Água quente Água ambiente
Duração 30s 40s
Fonte: Próprios autores
Quando as partes do comprimido que foram cortadas, foram colocadas nos
béqueres, percebemos como o comprimido se dissolve mais rápido na água que
estava aquecida, fazendo assim com que a temperatura tenha influência na
velocidade de uma reação. Ocorrendo a reação, foram liberados CO2 (Gás
carbônico), portanto, quanto maior a temperatura mais gases são liberados, quanto
menor a temperatura menos gases são liberados.
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4.1.2 Parte B
As duas partes que sobraram, uma foi triturada e a outra não como citada no
procedimento experimental com o cadinho e pistilo.
Figura 18: comprimido triturado
Fonte: Próprios autores
Em seguida, adicionamos essas duas partes do comprimido dentro de 2
béqueres, ambos com água à temperatura ambiente. A parte que não foi triturada se
encontra no béquer 3, e a parte que foi triturada está no béquer 4, como mostra a
figura 17.
Figura 19: Béqueres contendo as reações
Fonte: Próprios autores
Durante o procedimento, usamos o cronômetro a fim de saber quanto tempo
levou para que as partes do comprimido em cada um dos béqueres se dissolveu
completamente, conforme mostra a tabela 2.
Tabela 2: Duração para a ocorrência da reação
Água ambiente
(parte inteira)
Água ambiente
(parte triturada)
Duração 25s 20s
Fonte: Próprios autores
Por conseguinte, de acordo com a tabela acima percebemos que no béquer 4
a dissolução do comprimido antiácido foi mais veloz, do que no béquer 3, isso
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ocorre porque sua superfície de contato é maior, comprovando que quanto maior a
superfície de contato de uma substância, maior será a velocidade da reação
química.
4.2- Sequência 2: Influência da concentração na velocidade de uma
reação química
Foi colocado uma certa quantidade de zinco em dois tubos de ensaio, como
dito no procedimento experimental, tomando o devido cuidado de estar sempre na
mesma proporção.
Figura 20: Reação de zinco com Ácido clorídrico Figura 21: Reação de zinco com Ácido
clorídrico
com concentração de 1 mol com concentração de 3 mol
Fonte: Próprios autores Fonte: Próprios autores
Como mostram as figuras acima, em cada tubo de ensaio foram colocados
concentrações diferentes de ácido clorídrico, testando um dos fatores que
influenciam na velocidade de uma reação química: Concentração de reagentes.
Notamos que no tubo que se encontra a concentração de 3 mol de Ácido
clorídrico,teve uma grande quantidade de gases liberados em sua reação e,esse
gás que estava presente, foi o Gás Hidrogênio (H2).
A equação que se dá essa reação é feita da seguinte maneira:
Zn(s)+2HCl(aq)→ ZnCl2(aq)+H2(g)
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Figura 22: Reação efetuada nos tubos de ensaios
Fonte: Próprios autores
Como mostra a figura 22, o tubo de numeração 1, se encontra a reação
realizada pela concentração de 3 mol, e podemos perceber que ela ocorreu de
forma mais rápida do que a reação contida no tubo de numeração 2, onde a
concentração de Ácido clorídrico era menor.
Isso se deve pela diferença de concentrações. Quando aumentamos a
concentração em uma reação, há uma grande quantidade de moléculas presentes
no sistema em um mesmo espaço, acarretando um aumento em suas colisões em
um mesmo intervalo de tempo.
Isso faz com que haja uma maior probabilidade de ocorrer choque efetivos ou
eficazes, aumentando a rapidez de uma reação química.
4.3- Sequência 3: Influência dos catalisadores na velocidade de uma
reação química
Citado no procedimento experimental, pingamos a água oxigenada na batata
e, esperamos até que a reação acontecesse. Ao entrar em contato com a batata e o
ar, a água oxigenada liberou oxigênio, uma espécie de espuma branca, conforme a
figura
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Figura 23: Liberação de oxigẽnio na batata
Fonte: Próprios autores
Esse procedimento ocorre, devido a enzima chamada catalase, encontrada
na polpa da batata e, seu isolamento é rápido e fácil que tem a função de liberar
oxigênio na reação e acelerar o processo da mesma, nunca se consumindo.
Sua função é decompor o peróxido de hidrogênio, ou seja, a água oxigenada,
de acordo com a seguinte reação química:
2 H2O2 →2 H2O+O2
Portanto, a reação ocorreu de forma rápida devido à enzima da batata,
catalase que acelerou o processo e acabou por liberar o oxigênio.
5 CONCLUSÃO
Concluindo, com a realização dos experimentos, notamos que para que uma
reação química seja veloz ou mais lenta, ela depende de vários fatores que foram
citados na introdução: temperatura, concentração dos reagentes, pressão,
superfície de contato e a presença de catalisadores.
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Com base nesses estudos, o estudo da cinética química é muito importante,
pois pode-se fazer maior quantidade de produto em menor tempo possível em
determinada condições que sejam melhores.
6 REFERÊNCIAS
A VELOCIDADE das reações químicas. Disponível em:
<https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/reacaoquimica8.php>.
Acesso em: 02 maio 2018.
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FOGAÇA, Jennifer. Velocidade das Reações Químicas. Brasil Escola.
Disponível em:
<https://brasilescola.uol.com.br/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas.htm>.
Acesso em: 02 maio 2018.
FOGAÇA, Jennifer. Superfície de contato e Velocidade das reações.
Disponível em:
<https://brasilescola.uol.com.br/quimica/superficie-contato-velocidade-das-reacoes.
htm>. Acesso em: 02 maio 2018.
PARDAL, Ana Cristina. Velocidade das reações químicas. 2016. Disponível
em:
<http://knoow.net/cienciasexactas/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas/>.
Acesso em: 02 maio 2018.
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