testando os influenciadores da velocidade da reação

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INTRODUÇÃO
Existe um ramo na ciência que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que a influenciam, é a chamada Cinética Química. Pode se definir reações químicas como sendo um conjunto de fenômenos nos quais duas ou mais substâncias reagem entre si, dando origem a diferentes compostos (RUSSEL, 1994).
Para uma reação ocorrer é necessário ocorrerem colisões apropriadas entre moléculas dos reagentes (choques efetivos). Essas colisões dependem tanto da energia de ativação (EA), como da orientação da colisão; quanto maior a energia de ativação, maior a dificuldade para que a reação ocorra (BROWN, 2005).
A energia de ativação é a energia necessária para que a reação ocorra. Para reações exotérmicas, ou seja, que possuem variação de entalpia menor que zero, a energia de ativação em geral é menor, e, portanto, elas são mais rápidas.
No complexo ativado, as partículas estão juntas, havendo o rompimento de ligações antigas e a formação das ligações novas.
Um modo de aumentar a velocidade de uma reação é usar um catalisador, uma substância que aumenta a velocidade sem ser consumida na reação global. No geral, somente uma pequena quantidade se faz necessária, já que ele age muitas vezes.
Catalisadores fornecem um caminho alternativo à reação, alterando, portanto o mecanismo dela. Se esse novo caminho tiver energia de ativação mais baixa do que o caminho original, haverá um maior número de moléculas que podem cruzar a barreira de energia para a reação, o que aumentará a velocidade de reação.
Veneno catalítico é uma substância que ataca os catalisadores, alterando sua forma ou impedindo a entrada do substrato; desta forma, diminui a velocidade da reação que o catalisador é prejudicado. Já o inibidor difere de veneno catalítico porque afeta a reação num todo. É oposto ao catalisador, ou seja, aumenta a energia de ativação, diminuindo, assim, a velocidade da reação.
A temperatura é a medida do nível de agitação das partículas. Quanto maior a temperatura, mais agitadas elas estarão e, portanto, maior energia cinética (Ec= nRT), havendo assim, um maior número de moléculas com energia igual ou superior à de ativação, ocorrendo mais choques efetivos, resultando no aumento da velocidade da reação (ATKINS, 2006).
Superfície de contato afeta somente os sólidos, quanto maior o estado de subdivisão do reagente sólido, maior a superfície de contato, havendo número de colisões efetivas, resultando no aumento da velocidade.
OBJETIVO
Mostrar na prática a cinética química vista em sala de aula, e como seus influenciadores de velocidade (concentração, temperatura, superfície contato e catalisadores) agem nas reações química.
MATERIAIS
3.1 MATERIAIS
Tubo de ensaio;
Pisseta;
Proveta;
Espátula;
Becker;
Termômetro;
Almofariz;
Pistilo;
Pipeta;
Bureta.
3.2 REAGENTES
Água oxigenada 10 volumes;
Solução aquosa de HCl 1M;
Vitamina C;
Solução de KMnO4 1M;
Solução aquosa de Na2H2PO4 0,25M;
Solução aquosa de FeCl3 0,5M;
Solução aquosa de CuSO4 0,5M;
Água destilada;
Solução de sacarose.
PROCEDIMENTO
4.1 PARTE I CONCENTRAÇÃO
Foram separados dois tubos de ensaio identificados como 1 e 2, em seguida em uma proveta de 50mL mediu-se 10mL de solução aquosa de ácido nítrico (HNO3) 1M, transferiu para um tubo de ensaio, marcado com o número 1, em seguida foram medidos 10mL de água destilada e 10 mL de HNO3 1M, transferiu tudo para outro tubo de ensaio, identificado como 2. Adicionou-se zinco em pó nos dois tubos (1e2) com o auxílio de uma espátula, posteriormente foi observado o aparecimento de uma coloração turva.
4.2 PARTE II CATALISADOR
Colocou-se três tubos de ensaio em uma estante identificados como 1, 2 e 3, adicionou-se em cada tubo 20 gotas de água oxigenada a 10 volumes. 
No tubo 1 foi adicionado 2 gotas de FeCl3
No tubo 2 adicionou-se 2 gotas de CuSO4
No tubo 3 foi inserido FeCl3 + 2 gotas de Na2H2PO4
Em seguida observou a velocidade das reações, anotando a influência de cada substância adicionada, na velocidade de desprendimento de gás.
PARTE III SUPERFICIE DE CONTATO
Dividiu-se uma partilha de vitamina C ao meio, triturou-se no almofariz com auxílio do pistilo uma das metades. Em dois beckers de 50mL, adicionou-se 15mL de água destilada em cada, transferiu ½ partilha sem triturar para um dos beckers e a parte triturada para outro, observou se o tempo que cada um demorou para dissolver.
PARTE IV CONCENTRAÇÃO E TEMPERATURA
Separou-se quatro tubos de ensaio numerados (1, 2, 3 e 4), no primeiro tubo foi adicionado 10mL de solução de sacarose, no segundo tubo foi adicionado 7mL de solução de sacarose + 3mL de água destilada, no terceiro tubo foi adicionado 5mL de solução de sacarose + 5mL de água destilada, no quarto tubo foi adicionado 3mL de solução de sacarose + 5mL de água destilada.
Colocou-se um becker com 250mL de água para aquecer, à temperatura de 70°C, inseriu o primeiro tubo e adicionou 1mL da solução de KMnO4 com uma pipeta, agitou-se o tubo até homogeneizar e repetiu o mesmo procedimento para os demais tubos. Observou-se o tempo que levou para a formação de um sólido nos tubos, para acelerar o processo da reação os tubos de ensaio foram colocados em becker com água em temperatura ambiente. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
PARTE I CONCENTRAÇÃO
No experimento de concentração, com a adição de pó de zinco nos dois tubos houve efervescência, porem a reação do tubo 1 ocorreu mais rápido comparado com o tubo 2, pois a concentração de HNO3 do tubo 1 é maior que no tubo 2 e quando maior a concentração mais rápido será a reação química. Essa propriedade está relacionada com o número de colisões entre as partículas onde aumenta a colisão entre elas.
PARTE II CATALISADOR
No tubo 1 foi possível observar que rapidamente houve formação de muitas bolhas coloração caramelo, evidenciando liberação de oxigênio.
No tubo após a mistura de sulfato de cobre com água oxigenada, a reação ocorreu lentamente, sua coloração azul claro é devido a cor da solução de CuSO4.
No tubo 3 devido ao Na2HPO4 e o FeCl3 reagirem e formarem um composto, o Fe2(HPO4)3, impedindo a catalise denominado veneno da reação. O Fe+3 é responsável por catalisar a decomposição da água oxigenada, portanto evidencia a não ocorrência de reação.
 
PARTE III SUPERFICIE DE CONTATO 
A reação ocorre mais rapidamente no becker com efervescente triturado do que com o becker contendo a vitamina C sem triturar, por conta da superfície de contato que é maior e a área de contato entre os reagentes interfere na velocidade das reações químicas e quanto maior a superfície de contato, maior o número de moléculas reagindo, maior o número de colisões eficazes.
PARTE IV CONCENTRAÇÃO E TEMPERATURA
É possível perceber que, em uma solução com as mesmas quantidades de KMnO4, ao diminuir a quantidade da solução de sacarose adicionando mais água destilada que sacarose diminuindo assim então a concentração de sacarose presente na reação, diminui-se também a velocidade em que a reação ocorre. Explica-se que o efeito da concentração dos reagentes é determinante na velocidade de uma reação, pois o número de colisões entre as moléculas depende das concentrações dos reagentes envolvidos.
A temperatura é outro fator que altera diretamente a velocidade de uma reação, quanto maior a temperatura, menor o tempo necessário para que a reação ocorra, aumentando a temperatura da reação aumenta a energia cinética das moléculas presentes, aumentando também o número de colisões entre as moléculas e a quantidade de partículas que reagiram tornando a reação mais rápida.
Contudo nesse experimento o fator principal foi a concentração, pois o tubo 1 concentrava-se a concentração maior de sacarose, e a temperatura usada nos três tubos foi a mesma, e a reação ocorria quando a solução esfriava, para acelerar o processo os tubos foram colocados em um becker com água fria.
CONCLUSÃO
Na execução dessa prática experimentalrealizada, nota-se como alguns fatores como concentração, temperatura, superfície de contato e catalisador, podem alterar a velocidade de uma reação dentro de um determinado experimento, porque as mesmas interferem diretamente na velocidade das reações.
REFERÊCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 
SKOOG, D. A.; et al. Fundamentos de Química Analítica. 8 ed. Tradução Marco Tadeu Grassi. Revisão Técnica Célio Pasquini. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006.
BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: A ciência central. 9 ed. São Paulo: Prentice Hall, 2005.
RUSSEL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
SOUZA, Líria Alves de. "Cinética Química"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/cinetica-quimica.htm>. Acesso em 01 de julho de 2017.
ANEXO 1
Como explicar o comportamento da água oxigenada no experimento realizado?
A água oxigenada sofre um processo denominado como reação catalítica, com alguns catalisadores de forças diferentes, portanto a reação ocorre em diferentes velocidades.
Explique o que acontece quando é acrescentado permanganato de potássio ao experimento? Como as mudanças de variáveis afetam a reação?
Permanganato de potássio é classificado como um sal inorgânico oxidante, em solução aquosa reage facilmente com substâncias orgânicas, como por exemplo a sacarose, forma um precipitado, reação exotérmica cuja temperatura depende da concentração da solução, sendo assim a velocidade da reação dependerá da concentração.
Com base na teoria das colisões explique como é afetada a reação do pó de zinco com o ácido clorídrico?
De acordo com a teoria das colisões o aumento da superfície de contato aumenta respectivamente a velocidade da reação, pois facilita a interação das moléculas entre os reagentes, devido o número de partículas em contato com a solução ser maior, isso explica o porquê utilizou-se o pó de zinco, o mesmo possui uma superfície de contato maior tornando a reação mais rápida.
Explique a velocidade do desprendimento de gás no experimento de catálise, já que a água oxigenada utilizada tem concentração constante.
A velocidade do desprendimento de gás pode ser explicada da seguinte forma, mesmo a água oxigenada possuindo concentração constante, existem substâncias que catalisam mais rápido uma reação que outras, isso pode ser observado na reação de FeCl3, que diminui a energia de ativação alterando o mecanismo da reação.
ANEXO 2
Figura 1: Parte I Concentração.
Figura 2: PARTE II Catalisador.
Figura 3: Parte III Superfície de Contato.
Figura 4: Parte IV Concentração e Temperatura.