Cinetica das reações

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Objetivo
Verificar a influencia do catalisador, concentração, área de contato e temperatura na velocidade das reações.
Introdução
Cinética química é a área da química que estuda a velocidade com que ocorrem as reações químicas e os fatores que as influenciam. Essa velocidade indica a variação da quantidade de reagentes e produtos de acordo com o tempo.
Energia de ativação é a energia mínima utilizada para que uma reação consiga ser realizada. Os reagentes e produtos passam por um configuração intermediaria que recebe o nome complexo ativado, ou seja, a energia mínima para a formação deste complexo, conforme a Figura abaixo.
Essa energia de ativação é explicada a partir da teoria de colisão que diz que a reação química é realizada por colisões entre as moléculas dos reagentes. Porem, nem toda colisão é eficaz, pois é necessário que tenha energia suficiente e geometria molecular adequada. A energia de ativação é a requerida para que as colisões ocorram de forma eficaz e resultem no complexo ativado.
Fatores que influenciam na velocidade das reações que foram estudadas neste experimento foram: Temperatura, Concentração, Catálise e Superfície de contato.
Materiais
Estante para tubos de ensaio, tubos de ensaio 10, bécheres, pipeta volumétrica de 5mL, chapa de aquecimento, conta gotas, pinça de madeira
Reagentes
Permanganato de potássio (KMnO4) 0,05 mol/L, e (KMnO4) 0,01 mol/L ; Ácido clorídrico (HCl) 0,6 mol/L e 6,0 mol/L; Ácido sulfúrico (H2SO4) 1,0 mol/L; Tiossulfato de sódio (Na2S2O3) 0,5%; Dióxido de manganês (MnO2); Ferro em pó; pregos de ferro; Nitrato de sódio (NaNO3); Zinco em pó; Agua Oxigenada 10 volume.
Procedimento experimental
Efeito da temperatura
Em três tubos de ensaio foi colocado 5 mL de solução de permanganato de potássio (KMnO4) a 0,01 mol/L, 10 gotas de H2SO4 a 1,0 mol/Le adicionado um prego novo.
No primeiro tubo foi deixado a temperatura ambiente. O segundo tubo foi aquecido a banho-maria com uma temperatura de 40-50°C. O terceiro o terceiro foi aquecido diretamente na chama.
Efeito da concentração
Em dois tubos de ensaio foi colocado 5mL de solução 0,5% de tiossulfato de sódio (Na2S2O3). Em um dos tubos foi adicionado 1,0mL de HCl 6,0 mol/L e no outro foi adicionado 1,0mL de HCl 0,6 mol/L 
Equação química da reação: 
Na2S2O3 (aq) + 2HCl (aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g) + S(s)
Efeito catalisador
Em um tubo de ensaio foi colocado 5mL de agua oxigenada 10 Volume (H2O2). Em seguida foi adicionado pequenos cristais de dióxido de manganês (MnO2).
Equação química da reação:
H2O2 MnO2 O2 + H2O
Em dois tubos de ensaio foi colocado alguns mg de zinco em pó e 1,0mL de H2SO4 1,0 mol/L. assim que se iniciou a liberação do gás hidrogênio (H2), foi adicionado 2 gotas de permanganato de potássio KMnO4 0,05 mol/L a cada um deles. A um dos tubos foi colocado um pequeno cristal de nitrato de sódio (NaNO3).
Equações químicas da reação:
Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)
2KMnO4(aq) + 5 H2(g) + 3H2SO4(aq) → 2MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + 8H2O(l)
Superfície de contato
Foi adicionado em dois tubos de ensaio 5mL de solução de HCl 6,0 mol/L. Em um dos foi colocado 0,5g de ferro em pó e no outro um prego pequeno novo. Após, foi agitado os tubos de ensaio e comparado os tempos de reação.
Equação química da reação:
Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g)
Resultados
Efeito da Temperatura
A temperatura acelera a reação. Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação, como por exemplo, no terceiro caso em que a energia utilizada para alimentar a reação foi tanta ao ponto de fazer o prego vibrar dentro do tubo de ensaio fazendo-o oxidar mais rápido.
Efeito de concentração
O tubo de ensaio com maior concentração de HCl ocorreu a reação mais rápida que o de menor concentração deixando a solução turva. Ou seja, quanto maior for a concentração dos reagentes maior será a velocidade de reação, pois este fato se da pelo numero de colisões entra as partículas serem maiores. O tubo com maior quantidade de HCl 6,0 mol/L deixa a coloração da reação amarela por conta do enxofre.
Efeito do catalisador
A agua oxigenada se tornou cinza aumentando sua temperatura e efervescendo o MnO2 que funciona como um catalizador que acelera a reação e não é consumido junto dos reagentes.
Os catalizadores são substancias capazes de acelerar uma reação química sem ser consumido pela mesma e não tem efeito sobre o equilíbrio da reação, podendo acelerar ou retardar a velocidade de equilíbrio da reação, tendo como função oferecer um caminho mais rápido para o mesmo destino. 
Nesse caso o catalisador foi o nitrido de sódio (H2SO4).
Superfície de contato
O tubo de ensaio contendo o pó de ferro teve sua reação mais rápida que o tubo com o prego de ferro, pois, por seu estado ser em pó, por ter a superfície menos, conseguia atingir uma área maior dentro da solução de HCl.
Conclusão