Relatório Investigação da Cinética FisQui Exp novo

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Universidade do Estado Do Rio De Janeiro
Instituto de Química
Departamento de Físico-Química
Laboratório de Físico-Química Experimental
INVESTIGAÇÃO DA CINÉTICA DE OXIDAÇÃO DO IODETO DE POTÁSSIO PELO PERSULFATO
INTRODUÇÃO
A conhecimento da cinética de uma reação é de suma importância no desenvolvimento da engenharia química, uma vez que o dimensionamento de reatores e outros equipamentos requer cálculos de tempo de permanência dos reagentes em seu interior. Com isso, a utilização de métodos para o conhecimento da cinética possui enorme valor.
A velocidade de uma reação química pode ser definida como a taxa em que a concentração de um reagente A diminui em relação ao tempo. Para este reagente, definimos a equação de sua taxa por:
 
Estas equações para uma reação genérica , onde k é dado como a velocidade específica da reação. 
2 KI + K2S2O8 → I2 + 2 K2SO4
 
Para a reação de oxidação do iodeto de potássio pelo persulfato de potássio, teoricamente, teríamos uma reação de 2ª ordem. Porém, no experimento em questão utilizamos o iodeto em excesso, com o intuito de tornar sua concentração aproximadamente constante e, portanto, facilitando os cálculos, dado que para uma reação de primeira ordem, temos uma reta com o coeficiente angular igual à constante de velocidade. 
Podemos chegar nesta equação da reta ao igualar as duas equações da taxa acima e integrarmos, com [K2S2O8] = [B] 
O excesso de KI é enaltecido pela presença do sulfito de sódio, pois este reage com o iodo formado na primeira reação e regenera o KI pela seguinte reação. 
I2 + 2 Na2S2O3 ↔ 2NaI + Na2S4O6
Como esta reação de regeneração é muito rápida, a redução do persulfato acontece com a mesma velocidade dela, fazendo com que a concentração de iodeto seja praticamente constante ao longo do processo.
Quando todo o tiossulfato for consumido, a coloração da solução se tornará azul devido a presença da goma de amido colocada. O intervalo de tempo entre o início da reação e a mudança de cor da solução é o tempo em que todo o persulfato foi oxidado.
OBJETIVO
Obter a constante de velocidade da reação de oxidação do iodeto pelo persulfato.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com os dados da tabela 1 e de posse dos valores das respectivas concentrações de cada reagente, foi possível gerar os dados da tabela 2 e com o tempo em que cada solução mudou de cor (listado na tabela 3), obtemos o gráfico do tempo em função da concentração de [B].
Tabela 1:
	Erlenmeyers A
	Erlenmeyers B
	No
	KI (mL)
	Na2S2O3 (mL)
	Amido (mL)
	No
	K2S2O8 (mL)
	H2O (mL)
	1
	10
	1
	2
	1
	10
	9
	2
	10
	2
	2
	2
	10
	8
	3
	10
	3
	2
	3
	10
	7
	4
	10
	4
	2
	4
	10
	6
	5
	10
	5
	2
	5
	10
	5
 
Percebe-se pela tabela que foi adicionada uma quantidade de água tal que a soma desses volumes com o volume de Na2S2O3 fosse sempre o mesmo (10 mL), sendo assim o volume de todos os frascos é igual a 0,032 L. Dessa maneira, os cálculos da concentração de K2S2O8 foram facilitados. 
Em cada frasco ocorrem duas reações principais a seguir:
S2O82- + 2 I- ↔ 2 SO42- + I2
I2 + 2 S2O3-2 ↔ 2 I- + S4O6-2
A reação do iodeto gerando iodo geralmente leva o indicador de goma de amido à coloração azul escuro. Porém, em presença de tiossulfato ocorre a segunda reação, que se dá de forma rápida. Assim, a viragem do indicador só irá acontecer quando ocorrer consumo completo do tiossulfato de sódio, com iodo livre em solução. 
Concentração dos Reagentes:
Solução de Na2S2O3 0,01mol/L;
Solução de KI 0,5 mol/L;
Solução de K2S2O8 0,02 mol/L.
Tabela 2:
	Erlenmeyer
	Na2S2O3
	K2S2O8
	Sobra de K2S2O8
	[K2S2O8] no tempo
	
	N1 (mol)
	N2 (mol)
	N= N2-(N1/2)
	[B] = N / 0,032
	1
	0,00001
	0,0002
	0,000195
	0,00609375
	2
	0,00002
	0,0002
	0,00019
	0,0059375
	3
	0,00003
	0,0002
	0,000185
	0,00578125
	4
	0,00004
	0,0002
	0,00018
	0,005625
	5
	0,00005
	0,0002
	0,000175
	0,00546875
Tabela 3:
	Frasco
	Tempo de reação (s)
	- ln [B]
	1
	55,73
	5,100492
	2
	114,66
	5,126467
	3
	168,75
	5,153135
	4
	222,62
	5,180534
	5
	279,16
	5,208705
Como o valor da constante é o coeficiente angular da reta encontrada experimentalmente, obtém-se que K=0,0005
CONCLUSÃO
A equação da reta obtida anteriormente juntamente com o coeficiente de correlação mostra que levando em consideração as condições do ambiente e os possíveis erros sistemáticos dos realizadores da prática, o resultado obtido foi satisfatório.
-ln(B) = 0,0005t+5,0719 	R2 = 0,9993
	Uma forma de considerar se a equação de aproxima de um modelo fiel ao fenômeno é comparar o quanto o valor teórico obtido pelo cálculo com a reta se afasta do valor medido experimentalmente. Tomando como base o valor da concentração inicial de persulfato [B0], é possível fazer essa comparação.
Como mostrado na introdução, o coeficiente linear da reta representa –ln[B0] e portando utilizando o valor obtido no gráfico conclui-se que:
B0 calculado = 0,00627 mol/L
B0 teórico = 0,00625 mol/L
O que equivale a um erro de 0,3%.
BIBLIOGRAFIA 
Roteiro do laboratório de físico-química 2015/2 UERJ, 2015;
ATKINS, Peter e JONES, Loretta, Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente; 3ª edição, Porta Alegre, Editora Bookman, 2006.