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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CAMPUS PAU DOS FERROS BACHARELADO EM CIÊNCIAS E TECNOLOGIA FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA André Lopes de Lima Etienne Felix de Lima Francisco Soares Roque José Victor Magalhães Gomes Samuel Gomes da Silva Pau dos Ferros - RN Maio de 2016 Universidade Federal Rural do Semi-Árido Campus Pau dos Ferros Bacharelado em Ciências e Tecnologia FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA André Lopes de Lima Etienne Felix de Lima Francisco Soares Roque José Victor Magalhães Gomes Samuel Gomes da Silva Relatório Apresentado à Discip lina Laboratório de Química Geral ministrada pelo Prof. Dr. Ricardo Paulo Fonseca Melo em complementação a um dos requisitos para a obtenção da nota da Unidade III. Pau dos Ferros - RN Maio de 2016 Sumário 1. INTRODUÇÃO................................................................................................................... 4 2. OBJETIVO .......................................................................................................................... 5 3. MATERIAIS E MÉTODOS................................................................................................ 6 3.1. MATERIAIS - QUANTIDADES ................................................................................ 6 3.2. MÉTODOS .................................................................................................................. 6 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 8 5. RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES PROPOSTAS ............................................................. 10 6. CONCLUSÃO................................................................................................................... 11 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 12 1. INTRODUÇÃO Podemos observar algumas reações químicas e observar que reagem em velocidades diferentes, algumas reagem rapidamente já outras reagem mais lentamente, podem levar muito tempo para reagir e assim por diante, assim torna-se trivial estudar a relação que as substancias mantem entre si e a velocidade que a relação entre elas ocorrem. Portanto, a velocidade de uma reação deve ser entendida como a mudança da concentração de um reagente ou produto dividida pelo intervalo de tempo no qual a mudança ocorre. Muitos fatores influem na velocidade de uma determinada reação, entre eles: a temperatura dos reagentes, a concentração, a presença de catalisadores e a extensão da superfície de contato entre os reagentes. O presente relatório está dividido em: Materiais e métodos, Resultados e discursões, Resolução das questões propostas e nossas conclusões. 2. OBJETIVO Analisar fatores que determinam e influenciam a velocidade das reações químicas, tais como: temperatura, concentração, catalisadores e superfície de contato. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. MATERIAIS - QUANTIDADES Becker de 250 mL – 01; Becker de 100 mL – 02; Erlenmeyer 125 mL – 03; Erlennmeyer 50 mL – 01; Pipeta de 3 mL – 03; Pisseta – 01; Almofariz – 01; Pistilo – 01; Proveta 25 mL – 01; Proveta 5 mL – 01; Termômetro – 01; Pinça de madeira – 01; Manta aquecedora – 01. Reagentes Solução de ácido oxálico (H2C2O4. 2H2O) 0,25 M; Solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 3,0 M; Solução de permanganato de potássio (KMnO4) 0,01 M; Solução de sulfato de manganês (MnSO4) 1,0 M; Sonrisal®. 3.2. MÉTODOS Procedimento Experimental 1) Prepare quatro erlenmeyer e rotule-os em A, B, C e D. 1.a) No erlenmeyer A, pipete 5 mL de solução de ácido oxálico e 1 mL de solução de ácido sulfúrico. Prepare um relógio para marcar o tempo (deve marcar segundo). Acrescente à mistura do Erlenmeyer, 4 mL de solução de permanganato de potássio. Acione o cronômetro ao acrescentar à solução de permanganato de potássio. Anote o tempo que a solução leva para descolorir totalmente. 1.b) Coloque no Erlenmeyer B, 5 mL de solução de ácido oxálico e 1 mL de solução de ácido sulfúrico. Acrescente 5 mL de água destilada e adicione à mistura resultante, 4 mL de solução de permanganato de potássio, controlando o tempo gasto para a solução se descolorir por completo. Compare com o tempo gasto no Erlenmeyer A e anote este resultado. 1.c) Coloque no Erlenmeyer C, 5 mL de solução de ácido oxálico e 1 mL de solução de ácido sulfúrico. Em seguida, coloque 5 gotas de solução de sulfato de manganês. Adicione 4mL de solução de permanganato de potássio e anote o tempo que a solução leva para descolorir. Compare este resultado com aquele do Erlenmeyer A. 1.d) Coloque no erlenmeyer D, 5 mL de solução de ácido oxálico e 1 mL de solução de ácido sulfúrico. Coloque o erlenmeyer em banho-maria a 60°C durante 5 minutos, agitando- o eventualmente. Adicione ao erlenmeyer, ainda em banho-maria, 4 mL de solução de permanganato de potássio e anote o tempo que a solução leva para descolorir. Compare este resultado com aquele observado no experimento do erlenmeyer A. 2) Superfície de contato. 2.a) Selecione metade comprimido efervescente (Sonrisal); 2.b) Selecione a metade do comprimido e parta em duas partes iguais; 2.c) Prepare dois béqueres e rotule-os em A e B; 2.d) Em cada um coloque a mesma quantidade de água 50 ml; 2.e) Triture com o auxiliou do Almofariz e pistilo uma parte do comprimido; 2.f) Adicione, simultaneamente aos béqueres, a parte do comprimido não triturado e a parte triturado; 2.g) Anote o tempo de dissolução de cada béquer (A e B). 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Por meio do experimento realizado em laboratório foi possível coletar os seguintes dados que demonstram os fatores que influenciam ou determinam a velocidade das reações químicas estudadas. Tabela 01: Dados coletados na experiência. Item Tempo de reação (min) Fator estudado 1.a 06,30 Tempo 1.b 11,44 Concentração 1.c 06,15 Catalizador 1.d 01,20 Temperatura 2.A 0,38 Superfície de Contato 2.B 0,10 Superfície de Contato Com base nos resultados sobre o tempo de reação podemos associar a eles o fator causador da velocidade da reação que é observada através da mudança de cor da solução: 1.a Tempo normal de uma reação: O experimento realizado expressa uma reação entre ácido e base em condições normais, sem ter, teoricamente, fatores que influenciam na aceleração dessa reação. O tempo de 6 minutos e 30 segundos é utilizado como o padrão para comparar com as outras análises. 1.b Concentração: No erlenmeyer B, além da solução de ácido oxálico e ácido sulfúrico para reagir com o permanganato de potássio foi acrescida 5 mL de água destilada à mistura, diminuindo assim a concentração dos reagentes na solução. Devido a esse fator foi verificado um retardamento no tempo da reação para 11 minutos e 44 segundos, ou seja, demorou a mais para ocorrer a reação 5 minutos e 14 segundos do que a padrão. 1.c Catalizador: No experimento do erlenmeyer C, foi adicionado além dos reagentes ácido-base um composto que exerce função catalizadorana solução, o sulfato de manganês. O catalisador consegue aumentar a velocidade da reação porque ele atua mudando o mecanismo da reação por diminuir a energia de ativação desta, assim fica mais fácil as partículas reagentes atingirem essa energia e reagirem. Na prática observamos que diminuiu um pouco o tempo da reação completa para 6 minutos e 15 segundos. 1.d Temperatura O experimento no erlenmeyer D foi o que apresentou a maior velocidade na reação completa, onde a mudança de coloração da mistura se deu mais rápido, com um tempo de reação de apenas 1 minuto e 20 segundos. Esse fator se deve ao aumento da temperatura da mistura que proporcionou um aumento na energia cinética das partículas dos reagentes, o que aumenta a quantidade de choques efetivos que resultam em uma reação mais rápida. Além disso, como a energia das moléculas aumenta, isso propicia que elas tenham a energia suficiente para reagir. 2 Superfície de contato A segunda parte do experimento foi observar o tempo de dissolução de Sonrisal, inteiro e triturado, em 50 mL de água destila. Assim, foi possível notar que o Sonrisal triturado (2.B) se dissolveu mais rapidamente que o Sonrisal compacto (2.A), isso porque quanto maior for a superfície de contato, mais moléculas estarão em contato umas com as outras, maior será a probabilidade de ocorrerem choques efetivos e mais rápida será a reação. Por isso que o Sonrisal em forma solida compacta demorou 38 segundos para se dissolver completamente na água, enquanto que a mesma quantidade em pó reduziu o tempo de reação para apenas 10 segundos. 5. RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES PROPOSTAS 1) Faça uma tabela, colocando os fatores avaliados e o tempo de reação, para todos os grupos. Comente os resultados. Experimentos Equipe I EQUIPE II Equipe III Equipe IV Fatores avaliados A 6 min e 30 segundos 13 min e 37 segundos 14 min e 20 segundos 9 min e 35 segundos Tempo B 11min e 44 segundos 11 min e 12 segundos 13 min e 35 segundos 12 min e 36 segundos Concentração C 6 min e 15 segundos 10 minutos 7 min e 8 segundos 7 min e 29 segundos Catalizador D 1 min e 20 segundos 1 min e 56 segundos 41 segundos 1 min e 3 segundos Temperatura sonrisal 38 segundos 40 segundos 21 segundos 1 min e 2 segundos Superfície de contato Sonrisal 2 10 segundos 5 segundos 40 segundos 34 segundos Superfície de contato Analisando os resultados apresentados pelas outras equipes percebemos que a maioria dos dados se aproximavam nos mesmos parâmetros, embora apresentaram distorções. 2) Houve distorções entre os grupos? Explique os possíveis motivos e como se deveria proceder para redução desses valores. Houve distorções entre os grupos pode ter ocorrido erro no cronometro algumas e equipes podem ter agitado as substancias aumentando as velocidades das reações. Para diminuir o erro devemos tomar precauções como vistas no tópico anterior. 6. CONCLUSÃO 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AZEVEDO, F. G.; DAMASCENO, G. M. G.; MELO, J. B. C.; OLIVEIRA, M. D.; CABRAL, M. S. M.; MELO, M. V. M. C. Apostila de Química Experimental. Natal: UFRN, 1999. 66 p.; BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURSTEN, B. E. Química – A Ciência Central. 9ª ed.; Pearson; São Paulo; 2006; BRADY, J. E.; HUMISTON, G. E. Química Geral. 2ª ed.; Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.; Rio de Janeiro; 1992; MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química - um curso universitário. Editora Edgard Blücher L TDA.; São Paulo.; 1993.
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