Relatório de Química Prática - Prática 8 - Cinética Química II - UFOP

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO - UFOP
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Departamento de Química
Sabrina Penna Carvalho
Saulo Neves Bento
Thiago Rodrigues Amorim
PRÁTICA X:
Cinética Química II
Influência da Concentração e da Temperatura dos Reagentes 
Ouro Preto
15/07/2016
OBJETIVOS
	Observar o efeito provocado pela mudança na temperatura e pela variação na concentração dos reagentes em uma reação química, através do tempo gasto até a observação da ocorrência da mesma.
INTRODUÇÃO
	Cinética química é o nome dado ao ramo da ciência química onde se estuda a velocidade das reações e os fatores que a influencia. Podendo estes ser: a concentração dos reagentes - geralmente quanto mais concentrado mais rápida é a velocidade (existem exceções a esta regra); temperatura - normalmente a velocidade das reações aumenta com o aumento da temperatura; superfície de contato – a velocidade é coerente com a seguinte ordem: gases > soluções > líquidos puros > sólidos; presença de catalisadores/inibidores – o catalisador acelera e o inibidor diminui a velocidade de uma reação química; entre outros, bem como os mecanismos de desenvolvimento de uma reação. 
	A velocidade de uma reação química pode ser entendida como o aumento na concentração molar do produto por unidade de tempo ou o decréscimo na concentração molar do reagente por unidade de tempo.
Para uma reação química geral temos:
aA + bB cC + dD
A seguinte lei da velocidade é obtida:
Velocidade = k [A]m [B]n
Onde: os índices m e n são os expoentes dos reagentes e são determinados experimentalmente.
 
PARTE EXPERIMENTAL
	Os materiais utilizados foram: 12 tubos de ensaio, suporte para tubos de ensaio, cronômetro, termômetro, béquer de plástico, 3 béqueres, 3 pipetas de 5mL, 3 seringas, montagem para o banho de gelo, solução 0,02 mol/L de IO3-, solução 0,02% P/V de HSO3- e água destilada.
Procedimentos:
Efeito da concentração
Preencheu-se 5 tubos com a solução de IO3-, variando a quantidade adicionada deste em cada tubo, mas mantendo-se o volume final constante em 5mL através da adição de H2O. Em mais 5 tubos adicionou-se 5mL de HSO3-. Ao se juntar o conteúdo desses tubos, disparou-se o cronômetro, que foi travado após o surgimento da coloração azul. O tempo gasto para que a reação acontecesse foi registrado.
Efeito da temperatura
	Preencheu-se um tubo com 5mL da solução de IO3- e outro com 5mL de HSO3-. Previamente, foi montado o banho de gelo, adicionando-se gelo em um béquer com o auxílio de um béquer de plástico. No béquer, foram colocados os dois tubos em repouso por cerca de 25 minutos sob a temperatura de 0oC. A temperatura foi monitorada com o auxílio de um termômetro.
Retirou-se, então, o tubo com IO3-, transferindo seu conteúdo para o outro tubo que continha HSO3-, cronometrando o tempo até a modificação da coloração para azul. O tempo gasto para que a reação acontecesse foi registrado.
 
 
RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Efeito da concentração
Após cronometrar os experimentos e observá-los, notou-se que as soluções a um determinado tempo tornam-se azul. Em seguida, foram anotados os valores obtidos e calculou-se os valores da concentração de IO3-:
	
Tubo
	Volume de IO3-
(mL)
	Volume de H2O
(mL)
	Volume 
final
(mL)
	[IO3-] (mol/L)
	Volume de HSO3-
(mL)
	
Tempo (s)
	a
	5,0
	0,0
	5,0
	2x10-2
	5,0
	15,00
	b
	4,0
	1,0
	5,0
	1,6x10-2
	5,0
	19,50
	c
	3,0
	2,0
	5,0
	1,2x10-2
	5,0
	26,00
	d
	2,0
	3,0
	5,0
	8x10-3
	5,0
	44,30
	e
	1,0
	4,0
	5,0
	4x10-3
	5,0
	82,00
Cálculos para [IO3-]:
Tubo 01: 
Tem-se que ninicial = nfinal, logo:
 Cinicial ∙ Vinicial = Cfinal ∙ Vfinal
 0,02mol/L ∙ 5,0mL = Cfinal ∙ 5,0mL
 Cfinal = 2 ∙ 10-2 mol/L
Tubo 02:
Tem-se que ninicial = nfinal, logo:
 Cinicial ∙ Vinicial = Cfinal ∙ Vfinal
 0,02mol/L ∙ 4,0mL = Cfinal ∙ 5,0mL
 Cfinal = 1,6 ∙ 10-2 mol/L
Tubo 03:
Tem-se que ninicial = nfinal, logo:
Cinicial ∙ Vinicial = Cfinal ∙ Vfinal
 0,02mol/L ∙ 3,0mL = Cfinal ∙ 5,0mL
 Cfinal = 1,2 ∙ 10-2 mol/L
Tubo 04: 
Tem-se que ninicial = nfinal, logo:
 Cinicial ∙ Vinicial = Cfinal ∙ Vfinal
 0,02mol/L ∙ 2,0mL = Cfinal ∙ 5,0mL
 Cfinal = 8 ∙ 10-3 mol/L
Tubo 05:
Tem-se que ninicial = nfinal, logo:
 Cinicial ∙ Vinicial = Cfinal ∙ Vfinal
 0,02mol/L ∙ 1,0mL = Cfinal ∙ 5,0mL
 Cfinal = 4 ∙ 10-3 mol/L
Efeito da temperatura
Pode-se observar as mudanças ocorridas nos experimentos com a ajuda da temperatura, que facilita a reação dos reagentes. Após observá-las, anotou-se os resultados, podendo ser visto na tabela II abaixo:
	Tubo
	[IO3-] (mol/L)
	Temperatura (°C)
	Tempo (s)
	A
	2x10-2
	0°C
	24,34
	B
	2x10-2
	10°C
	25,75
	C
	2x10-2
	20°C
	19,81
	D
	2x10-2
	30°C
	17,37
Ordem de reação em relação ao iodato
Para determinação da ordem de reação, fez-se o gráfico 1/[Iodato] versus Tempo, de modo que ao se obter uma função aproximadamente linear, comprova-se que a ordem de reação para o íon iodato é 2 (2ª ordem).
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
No primeiro experimento, observou-se que à medida que a concentração de IO3- aumenta, o tempo da reação diminui e, consequentemente, a velocidade da reação aumenta.  Para que uma reação se efetive é necessário que ocorram colisões eficazes entre os átomos dos reagentes. Assim, com um aumento da concentração haverá uma maior quantidade de moléculas presentes no sistema em um mesmo espaço, acarretando o aumento das suas colisões em um mesmo intervalo de tempo e, consequentemente, uma maior probabilidade de ocorrerem choques efetivos.
No segundo experimento, observou-se que à medida que a temperatura aumenta a mudança de cor da solução para azul passa a ocorrer em um tempo menor. Um aumento na temperatura implica em um aumento nas agitações das moléculas. Esse aumento faz com que as moléculas se movimentem mais rapidamente, aumentando a probabilidade de se colidirem de forma efetiva e com maior frequência. Neste experimento foi observado, também, que houve um valor discrepante em relação aos outros, isso se deve ao erro na medição do tempo no cronômetro. 
6. CONCLUSÕES
Ao término destes experimentos, pode-se concluir que os objetivos iniciais foram atingidos, uma vez que a prática foi condizente com a teoria. Foi observado que quanto maior a concentração da solução mais rápida é a velocidade da reação. Além disso, observou-se também que quanto maior a temperatura mais rápida a reação acontece. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CINÉTICA QUÍMICA. Disponível em: <http://www.ufpe.br/cap/images/quimica/katiaaquino/2anos/aulas/cineticaquimica.pdf >. Acesso em: 20 jul. 2016.
CINÉTICA QUÍMICA. Disponível em: 
<http://www.quimica.ufpb.br/monitoria/Disciplinas/Cinetica_quimica/material/Cinetica_Quimica_Aula_1.pdf>. Acesso em: 20 jul. 2016.