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1 CINÉTICA QUÍMICA O que se pretende com essa aula, é dar ao aluno a oportunidade de reconhecer os fatores que determinam a velocidade de uma reação química visando decisões que podem ser tomadas para o caso de se querer acelerar reações no sentido de se obter produtos no menor tempo possível (diminuição de custos) ou retardar reações como no caso dos alimentos, para evitar a sua decomposição. Parte 1 Material e reagentes - Dois comprimidos efervescentes (contendo ácido cítrico e bicarbonato de sódio) - Béchers de 250 mL - Gral e pistilo Procedimento Dividir cada comprimido em duas partes aproximadamente iguais. Pesar as partes 1 , 2 e 3 A última quarta parte, dividir em duas partes aproximadamente iguais. Uma delas, deixar como está (6) e pesar. Com auxílio de gral e pistilo, triturar a outra parte (5) e pesar o pó. Proceder aos seguintes experimentos: 1 2 3 4 4 5 6 7 ■ ■ ■ ■ ■ ■ 2 Relatório da aula prática nº 0 8 – PARTE 1: A um Bécher contendo 100mL de água gelada introduzir a parte 1 do comprimido e anotar o tempo de dissolução resultante da reação que ocorre. A um outro Bécher contendo 100mL de água na temperatura ambiente, fazer o mesmo com a parte 2 do comprimido. 1 2 E, a um outro Bécher contendo 100mL de água na temperatura próxima à fervura, fazer o mesmo com a parte 3 do comprimido. 3 A um outro Bécher contendo 100mL de água na temperatura ambiente, fazer o mesmo com a parte 6 do comprimido. 6 A um outro Bécher contendo 100mL de água na temperatura ambiente, fazer o mesmo com a parte 7 do comprimido (triturado). 7 ■ ■ ■ ■ ■ ■ 3 De acordo com as observações feitas na parte I, preencha o quadro abaixo e calcule a velocidade média de transformação química que ocorreu com cada parte do comprimido: Parte do comprimido massa (g) Tempo de reação na água gelada (s) Tempo de reação na temperatura ambiente (s) Tempo de reação na temperatura de 80 a 900C (s) Velocidade média. A B C A B C 1 2 3 6 7 Comentários: ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Escreva a equação completa que traduz a reação do ácido cítrico com o bicarbonato Escreva a velocidade média do ácido cítrico e a do bicarbonato de sódio em quantidade de matéria por tempo em segundos (número de mols por segundo) Vm C6H8O7 = mol/s Vm NaHCO3 = mol/s Considerações sobre o ácido cítrico e o bicarbonato de sódio: O nome oficial do ácido cítrico é ácido 2-Hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico tempo Vm massa= 4 O ácido cítrico é um ácido orgânico tricarboxílico presente na maioria das frutas, sobretudo em cítricos como o limão e a laranja. Sua formula química é e a sua massa molar é 192g/mol. O nome oficial do bicarbonato de sódio é hidrogeno carbonato de sódio. O bicarbonato de sódio é um composto cristalino de cor branca, muito solúvel em água, com um sabor ligeiramente alcalino. Sua fórmula química é NaHCO3 e a sua massa molar é 84g/mol. Quando o bicarbonato de sódio é misturado com um ácido, ambos em meio aquoso, ocorre reação com liberação de gás carbônico. A reacção é: NaHCO3(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) NaHCO3(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l) + CO2(g) Parte 2 Procedimento A partir de uma solução original de KIO3 (solução A) e de uma solução original de NaHSO3 (solução B): 1. Preparar cinco soluções de KIO3 com diferentes concentrações, em béchers, diluindo, com o auxílio de uma pipeta, a solução A nas seguintes quantidades: - Na+ 5 amostras Solução original A: KIO3 Água Deionizada 1 10 mL 0 mL 2 8 mL 2 mL 3 6 mL 4 mL 4 4 mL 6 mL 5 2 mL 8 mL 2. Com auxílio de pipeta limpa e seca, transferir 10 mL da solução B para o bécher contendo a solução mais diluída de KIO3 e gotas de goma de amido. Acionar o cronômetro no exato instante em que as soluções entrem em contato. Agitar com um bastão de vidro. 3. Parar o cronômetro ao primeiro sinal do término da reação, que coincide com o aparecimento de coloração azul. Anotar o tempo decorrido. 5. Repita as etapas 2 e 3 para cada uma das outras amostras, na seqüência da mais diluída para a mais concentrada. Reações que ocorrem: IO3-(aq) + 3HSO3-(aq) → I-(aq) + 3SO4-2(aq) + 3H+(aq) Excesso de iodato reagindo com o iodeto formado na reação inicial: 5 I-(aq) + 6H+(aq) + IO3-(aq) → 3I2(s) + 3H2O(l) O iodo molecular forma com o amido existente na solução um composto azul, indicando que a reação terminou neste ponto. 6 Relatório da aula prática nº 08 – PARTE 2 : 1. A concentração de KIO3 na solução A é 0,0025 mol.L-1. Calcule o número de mols de iodato de potássio existente por mL dessa solução. 2. Calcule a concentração de KIO3 , em mol.L-1, para cada uma das amostras (1 a 5). E a velocidade média de cada reação, em mol.L-1.s-1. OBS: Em todas as amostras, o KIO3 reage por completo. Volume da solução A (mL) Volume de água (mL) Volume da solução B (mL) [KIO3] (mol.L-1) Tempo (s) Velocidade média de reação do KIO3 (mol.L-1.s-1) 10 mL 0 mL 10 mL 8 mL 2 mL 10 mL 6 mL 4 mL 10 mL 4 mL 6 mL 10 mL 2 mL 8 mL 10 mL 3. Construa um gráfico plotando o número de mols de KIO3/L, no eixo Y, versus o tempo de reação no eixo X, traçando a melhor curva que se ajuste aos pontos obtidos. Qual é a ordem desta reação? Aula n00
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