Relatório Prática 02- Cinética de decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio.

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Físico-Química Experimental
Professora: Lizandra Maria Zimmermann
Experimento 2: Cinética de decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio.
Alunos: Paulo Vitor Pinsegher
	Robson Zandonadi
Data: 25/03/2015
Temperatura: 26 °C
Pressão: 763 mmHg
Objetivos: 
Acompanhar a cinética da decomposição do peróxido de hidrogênio através do volume de gás produzido. Montar o gráfico do volume de gás produzido pelo tempo em diversas temperaturas. Utilizando o gráfico determinar a constante de velocidade ‘k’ em todas as temperaturas.
Resultados e Discussão:
	A partir de uma solução de peróxido de hidrogênio de 29% foi feita uma solução contendo 3% de peróxido, de acordo com a equação abaixo precisaremos de 10,34 ml do peróxido de hidrogênio a 29% para produzir 100 ml a 3%.
Para a realização do experimento, foi montado um mini gerador de gás, utilizando um béquer de 1 L, uma bureta de 250 ml, um kitassato, uma chapa de aquecimento e agitação magnética e uma mangueira. O experimento será feiro 3 vezes, uma na temperatura ambiente, outra 10 °C a menos que na temperatura ambiente e outra a 10 °C a mais.
Dentro do kitassato foram colocados 0,25 g de MnO2 P.A., 25 ml de água destilada, 25 ml da solução de 3% do peróxido de hidrogênio e uma barra de agitação magnética. Foi repetido esse passo para cada temperatura e anotado seus respectivos volumes nos tempos: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 90, 120, 180, 240, 300 e 360 segundos.
Feito o experimento obtemos os seguintes dados, listados na tabela abaixo:
	Tempo (s)
	V (ml) 26 °C
	V (ml) 36 °C
	V (ml) 16 °C
	10
	2
	6
	4
	20
	14
	18
	8
	30
	18
	30
	16
	40
	24
	42
	22
	50
	32
	48
	30
	60
	44
	54
	36
	90
	64
	76
	50
	120
	80
	90
	60
	180
	102
	116
	82
	240
	122
	136
	98
	300
	136
	150
	110
	360
	148
	162
	118
	 Tabela 1: Resultados obtidos.
Abaixo temos o gráfico do Volume obtido x tempo para as 3 temperaturas:
	Gráfico 1: Volumes obtidos x Tempo
Para o cálculo da constante k, é preciso saber o valor do V∞, para calcular o valor do v∞ seguimos os passos abaixo:
Sabemos que a equação da reação é 
Então concluímos que 
Seguindo a lei dos gases ideais para esse experimento temos: 
Para T= 16°C (289,15 K) temos:
Para T= 26°C (299,15 K) Temos:
Para T= 36°C (309,15 K) temos: 
Com os valores dos V podemos calcular a constante de velocidade k utilizando a seguinte fórmula:
Efetuando os cálculos para as três temperaturas obtemos os seguintes resultados:
Para 26°C, temos: 
	T (K)
	1/T
	Tempo (s)
	Vt (ml)
	V∞ (ml)
	V∞- vt
	Ln (V∞- vt)
	K
	Ln K
	299,15
	0,003343
	10
	2
	304
	302
	5,7104
	0,000660
	-7,323270
	299,15
	0,003343
	20
	14
	304
	290
	5,6699
	0,002357
	-6,050365
	299,15
	0,003343
	30
	18
	304
	286
	5,6556
	0,002034
	-6,197751
	299,15
	0,003343
	40
	24
	304
	280
	5,6347
	0,002056
	-6,186992
	299,15
	0,003343
	50
	32
	304
	272
	5,6058
	0,002224
	-6,108448
	299,15
	0,003343
	60
	44
	304
	260
	5,5607
	0,002606
	-5,949938
	299,15
	0,003343
	90
	64
	304
	240
	5,4806
	0,002626
	-5,942293
	299,15
	0,003343
	120
	80
	304
	224
	5,4116
	0,002545
	-5,973624
	299,15
	0,003343
	180
	102
	304
	202
	5,3083
	0,002271
	-6,087535
	299,15
	0,003343
	240
	122
	304
	182
	5,2040
	0,002137
	-6,148352
	299,15
	0,003343
	300
	136
	304
	168
	5,1240
	0,001977
	-6,226175
	299,15
	0,003343
	360
	148
	304
	156
	5,0498
	0,001853
	-6,290949
Tabela 2: Valores calculados de k para 26°C
Com os valores obtidos de k, podemos obter o k médio, então temos:
	Gráfico 2: Tempo x Ln(V∞- vt) 
Para 16°C temos: 
	T (K)
	1/T
	Tempo (s)
	Vt (ml)
	V∞ (ml)
	V∞ - vt
	Ln (V∞ - vt)
	K
	Ln K
	289,15
	0,00345
	10
	4
	294
	290
	5,6699
	0,001369
	-6,593674
	289,15
	0,00345
	20
	8
	294
	286
	5,6560
	0,001379
	-6,586396
	289,15
	0,00345
	30
	16
	294
	278
	5,6276
	0,001865
	-6,284494
	289,15
	0,00345
	40
	22
	294
	272
	5,6058
	0,001944
	-6,243007
	289,15
	0,00345
	50
	30
	294
	264
	5,5759
	0,002152
	-6,141357
	289,15
	0,00345
	60
	36
	294
	258
	5,5529
	0,002177
	-6,129807
	289,15
	0,00345
	90
	50
	294
	244
	5,4971
	0,002071
	-6,179723
	289,15
	0,00345
	120
	60
	294
	234
	5,4553
	0,001902
	-6,264849
	289,15
	0,00345
	180
	82
	294
	212
	5,3566
	0,001816
	-6,311118
	289,15
	0,00345
	240
	98
	294
	196
	5,2781
	0,001689
	-6,383618
	289,15
	0,00345
	300
	110
	294
	184
	5,2149
	0,001562
	-6,461788
	289,15
	0,00345
	360
	118
	294
	176
	5,1705
	0,001425
	-6,553583
Tabela 3: Valores calculados de k para 16°C
		Gráfico 3: Tempo x Ln(V∞- vt)
Para 36°C temos:
	T (K)
	1/T
	Tempo (s)
	Vt (ml)
	V∞ (ml)
	V∞ - vt
	Ln (V∞ - vt)
	K
	Ln K
	309,15
	0,00323
	10
	6
	315
	309
	5,733341
	0,001923
	-6,253869
	309,15
	0,00323
	20
	18
	315
	297
	5,693732
	0,002942
	-5,828665
	309,15
	0,00323
	30
	30
	315
	285
	5,622489
	0,003336
	-5,702982
	309,15
	0,00323
	40
	42
	315
	273
	5,609471
	0,003577
	-5,633230
	309,15
	0,00323
	50
	48
	315
	267
	5,587248
	0,003306
	-5,712016
	309,15
	0,00323
	60
	54
	315
	261
	5,564520
	0,003134
	-5,765445
	309,15
	0,00323
	90
	76
	315
	239
	5,476463
	0,003068
	-5,786729
	309,15
	0,00323
	120
	90
	315
	225
	5,416100
	0,002804
	-5,876708
	309,15
	0,00323
	180
	116
	315
	199
	5,293304
	0,002551
	-5,971269
	309,15
	0,00323
	240
	136
	315
	179
	5,187385
	0,002355
	-6,051214
	309,15
	0,00323
	300
	150
	315
	165
	5,105945
	0,002155
	-6,139964
	309,15
	0,00323
	360
	162
	315
	153
	5,030438
	0,002006
	-6,211614
Tabela 4: Valores calculados de k para 36°C
		Gráfico 4: Tempo x Ln(V∞- vt)
Para o cálculo da energia de ativação, vamos tomar como base a equação de Arrhenius:
Onde:
k=constante de velocidade
Ea= energia de ativação
R=constante dos gases
T=temperatura absoluta
A= fator pré exponencial
A equação de Arrhenius também pode ser descrita da seguinte forma:
De acordo com a última equação, podemos traçar um gráfico, onde temos:
	A partir do gráfico acima podemos concluir que –Ea é o coeficiente angular da reta em um gráfico ln k x 1/RT
	Com isso aplicando para os valores do experimento nas 3 temperaturas, temos:
	Gráfico ln k x 1/RT
	T (K)
	1/RT
	Ln Kmédio
	289,15
	0,000416
	-6,331704
	299,15
	0,000402
	-6,160119
	309,15
	0,000389
	-5,891438
				Tabela 5: elementos para o gráfico ln k x 1/RT
		Gráfico 5: ln kmédio x 1/RT
	Com a equação da reta podemos obter o valor de Ea, então se –Ea = Coeficiente angular da reta, logo Ea= 16,254 .
Conclusão:
Fontes de Erro: