relatorio11 - HIDRÓLISE DA SACAROSE

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA 
 
 
 
 
 
 
 
ANA CAROLINA VIEIRA VIDIGAL 
ANA FLÁVIA SILVA HELENO 
ANDRESSA CRISTINA DA SILVA 
ÉRICA MONTEIRO PESSANHA 
STEFANIA MARIA MATOS ALMEIDA 
FERNANDA DA SILVA NEVES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICO-QUÍMICA: 
CINÉTICA QUÍMICA-HIDRÓLISE DA SACAROSE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Juiz de Fora 
2012 
 
 
 
 
 
 
 
ANA CAROLINA VIEIRA VIDIGAL 
ANA FLÁVIA SILVA HELENO 
ANDRESSA CRISTINA DA SILVA 
ÉRICA MONTEIRO PESSANHA 
STEFANIA MARIA MATOS ALMEIDA 
FERNANDA DA SILVA NEVES 
 
 
 
 
 
ROTEIRO DA PRATICA DE FISICO-QUÍMICA SOBRE HIDRÓLISE DA 
SACAROSE 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho acadêmico apresentado à 
professora Renata, que leciona a 
disciplina Físico-Química, para o 
curso Farmácia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Juiz de Fora 
2012 
1 INTRODUÇÃO 
 
 Podemos determinar o coeficiente de velocidade de uma reação de 
primeira ordem. A reação em questão é a hidrólise da sacarose em meio ácido, 
a presença do ácido favorece a reação que é muito lenta, os íons hidrônio tem 
como função catalisar o processo e a sua concentração, vai ser diretamente 
proporcional a velocidade da reação, sendo assim, podemos determinar o seu 
valor, através da velocidade. 
 A reação da hidrólise da sacarose é a seguinte: 
 
C12H22O11(aq) + H2O(l) + H+(aq) → C6H12O6(aq) + C6H12O6(aq) + H+(aq). 
 
 Embora se trate de uma reação bimolecular, á água vai estar presente 
na reação, aumentando a quantidade de íons hidrônio que em excesso farão 
da reação pseudo-primeira ordem. 
Sua equação geral é: 
 
 
 Onde “a” é a concentração inicial; “x” a quantidade transformada após 
um determinado tempo “t” e o “k” o coeficiente de velocidade ou constante de 
velocidade. 
 No decorrer da reação a sacarose diminui alterando assim a velocidade, 
portanto a reação não pode ter ordem 0, pois neste caso a velocidade não se 
alteraria, ela independeria da concentração do reagente. 
 Todos os açucares tem atividade óptica, logo ao longo da reação 
podemos seguir a variação total do ângulo de rotação ótica da mistura da 
reação no tempo. Neste estudo, a grandeza analisada no acompanhamento 
cinético da reação é a rotação do plano da luz polarizada, por meio de um 
polarímetro. Onde saberemos dos seguintes dados: 
 
A sacarose é dextrogira desvia a luz para a direita em 66,53º. 
A glIcose é dextrogira, desvia o plano da luz para a direita em 52,7º. 
A frutose é levogira, desvia o plano da luz para a esquerda em 92,4º. 
 
 Pela reação em questão, sabemos então que a reação iniciará 
dextrógiro e terminará levógiro. 
 
 Consideremos a equação: 
 
 
 
 
 Não precisamos obter uma curva de calibração relacionando “a” com 
“ , podemos simplesmente substituir a relação k’t=ln a / a-x pode ln[(α0 – αinf) 
/ (α – αinf)] = k´t, onde α0 e αinf são as rotações ópticas no tempo zero e 
infinito, 
respectivamente, e α a rotação no tempo t. Logo, fazendo um gráfico de ln[(α0 
– αinf) / (α – αinf)] em função do tempo é possível obter o valor da constante de 
velocidade k´ a partir da inclinação da reta. 
 É importante saber que a temperatura deve ser mantida constante, pois 
ela aumenta a velocidade da reação em cerca de 3,5 vezes. 
 Com o cálculo de nas ordenadas “t” no eixo x, obtemos uma 
reta que define , por intersecção(coeficiente linear). O valor de 
pode ser medido, então pelo cálculo obtemos o . 
 Essa será a forma utilizada para encontrar o coeficiente de velocidade, 
que será o coeficiente angular da equação da reta formado pelo gráfico da 
hidrólise da sacarose. 
 
 2 OBJETIVO 
 
 Esta prática tem como objetivo fazer um estudo cinético da hidrólise da 
sacarose catalizada por íons H+, através de medidas do ângulo de rotação da 
luz polarizada passando pela solução. Portanto, no início da reação, será 
observada uma rotação óptica para direita, já que apenas sacarose estará 
presente. A medida que a reação se processa este desvio será cada vez 
menor, devido a formação de frutose, chegando a ser observada a rotação 
levógira, haverá um excesso de frutose em relação a sacarose. 
A sacarose é formada por dois monossacarídeos, a glicose e a frutose, unidos 
por uma ligação glicosídica, a sacarose e a glicose desviam o plano da luz para 
a direita e a frutose para a esquerda. Dessa forma, poderemos estudar a 
cinética da reação, relacionando com a mudança do grau dos desvios 
dependente da concentração dos produtos e reagente. 
 
 
3 MATERIAIS E REAGENTES 
 
3.1 Polarímetro 
3.2 Balão volumétrico de 25mL 
3.3 Tubos padrões polarimetricos 
3.4 Pipetas volumétricas de 20mL 
3.5 Soluções aquosas de sacarose 20% 
3.6 Bequeres 
3.7 Cronometro 
3.8 Bastão de vidro
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
 Para a realização dessa prática, preparamos inicialmente, uma solução 
de 25mL contendo 20% de sacarose, simultâneo a isso, enchemos o tubo 
padrão do polarímetro com água destilada para determinar o 0 do aparelho a 
25°C. E enchemos o tubo padrão com a solução de 20% sacarose para ajustar 
o ângulo de rotação. Em seguida preparamos uma solução de 20% de ácido 
clorídrico (2,0mol/L) à 20mL da solução de sacarose e a partir dessa mistura, 
no primeiro instante iniciamos o cronometro, no tempo 0. 
 Depois enchemos o tubo padrão com essa solução de maneira que não 
ficasse bolhas de ar que dificultassem as leituras, e colocamos no polarímetro, 
então começamos a proceder as medidas de rotação do plano da luz 
polarizada, nos tempos indicados na tabela 1 do item 5. 
 No total fizemos 10 leituras, nos tempos determinados, até o valor de α 
parar de variar. O último valor medido da rotação é o nosso . 
 
 Houve um fator que mudou o percurso do nosso experimento, não 
contávamos com o calor transferido do polarímetro para a solução, o que fez 
com que a velocidade aumentasse, dessa forma não aquecemos o resto da 
solução de sacarose e esfriamos a 25ºC como as instruções, tomamos como 
medida de o valor que permaneceu invariável no polarimetro após a 
solução virar de dextrógiro para levógiro. 
 
5 RESULTADOS 
 
 Para os cálculos precisamos da seguinte tabela de dados experimentais 
obtidos em laboratório, é importante ressaltar que faltou uma leitura, como já foi 
relatado nessa reação a temperatura tem que ser mantida constante, o 
polarímetro utilizado, apresentou um aquecimento que transferiu calor a 
solução, que aumentou a velocidade da reação e solução passou pelo grau 0, 
antes do tempo esperado. 
 
Tabela 1 – Medidas de desvio da luz polarizada da solução de sacarose em 
função do tempo. 
 
Leitura Tempo(minutos) Rotação(graus) 
 1 3 9,75 2,3749 
 2 6 8,6 2,2617 
 3 9 8,5 2,2512 
 4 12 7,9 2,1860 
 5 15 7,3 2,1162 
 6 20 6,2 1,9740 
 7 25 4,9 1,7749 
 8 30 3,0 1,3862 
 9 35 2,1 1,1314 
 10 40 0,8 0,5877 
 
 E com os seguintes cálculos podemos preencher a quarta coluna da tabela: 
 
 
 
O valor de foi obtido na análise experimental foi “-1”. 
Leitura 1: ln(9,75+1) = 2,3749 
Leitura 2: ln(8,6+1) = 2,2617 
Leitura 3: ln(8,5+1)=2,2512 
Leitura 4: ln(7,9+1)=2,1860 
Leitura5: ln(7,3+1)=2,1162 
Leitura 6: ln(6,2+1)=1,9740 
Leitura 7: ln(4,9+1) = 1,7749 
Leitura 8: ln(3,0+1) = 1,3862 
Leitura 9: ln(2,1+1) =1,1314 
Leitura 10: ln(0,8+1)=0,5877 
 
Com esses dados pudemos montar o seguinte gráfico 1: 
 
A partir da inclinação da reata podemos obter o valor da constante de 
velocidade “k” , que é o coeficiente angular da equação, o valor da constante 
te velocidade é: 
 
 
 
 
 
 
6 CONCLUSÃO 
 
 Após a realização da pratica foipossível relacionar a rotação do plano 
de luz polarizada com a cinética da reação da hidrólise da sacarose, pois todo 
os açucares apresentam atividade óptica, e a reação não apresenta ordem 0, 
pudemos então relacionar a atividade óptica dos produtos com o andamento 
da reação química e assim determinar a constante de velocidade.
REFERÊNCIAS 
 
ATKINS, P. W.; PAULA, J. de, Physical Chemistry, 8th. ed., New York, 
W. H. Freeman, 2006.