Relatório de quimica cinética quimica

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RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
QUÍMICA GERAL
	CURSO
	Engenharia
	TURMA
	3056
	DATA
	16/10/2017
	Aluno/
Grupo
	Brena Karelly Gomes Silva
Cleilson Augusto da Silva
Leandro Mendes Lima
	TÍTULO
	Cinética química: fatores que influenciam a velocidade das reações
	OBJETIVOS
	Verificar a influência de catalisador, concentração, área de contato e temperatura na velocidade das reações. 
	
	
	INTRODUÇÃO
	Cinética química é o ramo da química que estuda a rapidez das reações químicas, bem como os fatores que a influenciam. A rapidez, ou velocidade, de uma reação química indica a variação da quantidade de reagentes e produtos com o passar do tempo. 
Consideremos uma reação química, já balanceada. 
aX + bY → cZ + dW 
onde os reagentes X e Y vão sendo consumidos e os produtos Z e W formados.
Chamamos de velocidade média de consumo de X a razão:
Ou seja, a variação da concentração do reagente X com o tempo. O mesmo vale para o reagente Y.
Para os produtos Z e W, definimos: 
O mesmo valendo para o produto W. Considerando os coeficientes da reação balanceada definimos a velocidade média da reação como:
Energia de ativação.
 A energia de ativação é a energia mínima necessária para que a reação possa ocorrer. Ela recebe este nome porque reagentes e produtos passam por uma configuração intermediária que recebe o nome de complexo ativado. Trata-se, portanto, da energia mínima necessária para a formação deste complexo ativado. 
A energia de ativação é explicada pela teoria da colisão: a reação química é constituída por colisões entre as moléculas dos reagentes. Nem toda colisão, porém, é eficaz, pois é necessário que haja energia suficiente e geometria molecular adequada. 
A energia de ativação é aquela requerida para que as colisões sejam eficazes, ou seja, resultem no complexo ativado.
Fatores que influenciam a velocidade da reação.
 • Concentração: 
Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.
 • Energia de ativação: 
Quanto maior a energia de ativação, mais lenta será a reação.
 • Temperatura:  
Quanto mais elevada a temperatura, mais rápida será a reação. 
• Pressão:
No caso de reações que envolvam reagentes gasosos, quanto maior a pressão, mais rápida a reação. 
• Superfície de contato:
Para o caso de reagentes em diferentes fases, quanto maior a superfície de contato do reagente sólido, mais rápida será a reação. 
• Catálise:
 É uma reação na qual existe a presença de uma substância capaz de acelerar a reação - um catalisador -, mas que não toma parte na reação propriamente dita, permanecendo inalterada sua massa e suas propriedades após a reação. Seu efeito baseia-se na redução da energia de ativação. (Da mesma forma, pode ocorrer a presença de um inibidor - substância que inibe a ação do catalisador. Neste caso, obviamente, o efeito do catalisador é anulado, e a velocidade da reação permanece inalterada.).
Lei cinética de uma reação.
 É a equação que permite calcular a velocidade de uma reação a partir das concentrações de reagentes. De forma genérica:
v = k · [X]m · [Y]n 
onde:
 k : constante da velocidade da reação, dependente da temperatura. 
[X] e [Y]: concentração dos reagentes X e Y em mol/L.
m e n: são expoentes determinados experimentalmente, e que recebem o nome de "ordem da reação". 
Assim: m: ordem da reação em relação a X 
n: ordem da reação em relação a Y.
m + n: ordem total da reação 
Mecanismos das reações
 É o conjunto de etapas em que ocorre uma reação, sendo a velocidade da reação determinada pela etapa mais lenta.
Dá-se o nome de reação elementar àquela que ocorre em apenas uma etapa. Reação não-elementar é aquela que ocorre em duas ou mais etapas. No caso de uma reação elementar, a lei cinética pode ser adaptada para:
v = k · [X]x · [Y]y 
onde x e y é o número de moléculas respectivamente de X e Y que sofrem a colisão que provocará a reação.
	REAGENTES, MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
	Estante para tubos de ensaio;
9 tubos de ensaio;
Pipeta volumétrica de 5 mL;
Banho maria;
Conta-gotas;
Pinça de madeira;
Bico de Bunsen;
Béquer de 50mL;
4 pregos pequenos;
 
Soluções de: permanganato de potássio (KMnO4) 0,005 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; 
Nitrato de sódio (NaNO3); 
Zinco em pó;
	PROCEDIMENTOS
	1º Efeito da temperatura: 
Em três tubos de ensaio colocou-se cerca de 5 mL de solução de permanganato de potássio (KMnO4) 0,005 mol/L, 10 gotas de H2SO4 1,0 mol/L e adicionou-se um prego pequeno novo. 
1º tubo: deixou-se à temperatura ambiente. 
2º tubo: aqueceu-se à 40-50oC, em banho-maria. 
3º tubo: aqueceu-se diretamente na chama. 
Anotou-se as observações.
2º Efeito da concentração: 
Em dois tubos de ensaio colocou-se 5,0 mL de solução 0,5% de tiossulfato de sódio (Na2S2O3). A um dos tubos adicionou-se 1,0 mL de HCl 6,0 mol/L e ao outro tubo adicionou-se 1,0 ml de HCl 0,6 mol/L. 
Anotou-se as observações.
Equação química da reação: 
Na2S2O3 (aq) + 2HCl (aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g) + S(s)
3º Efeito do catalisador: 
Em um tubo de ensaio colocou-se cerca de 5 mL de água oxigenada comercial. Em seguida, adicionou-se pequenos cristais de MnO2.
Anotou-se as observações.
4º Superfície de contato: 
Preparou-se dois tubos de ensaio, cada um contendo 5 mL de solução HCl 6,0 mol/L. A um dos tubos adicionou-se 0,5 g de ferro em pó e ao outro um prego pequeno novo. Agitou-se os tubos de ensaio e comparou-se os tempos de reação. 
Fe(s) + 2 HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g)
	RESULTADOS e DISCUSSÃO
	1º Efeito da temperatura: 
1º tubo: após deixar em temperatura ambiente observou-se que nada aconteceu com a mistura.
2º tubo: após aquecer à 40-50oC, em banho-maria, observou-se que a reação demorou muito para reagir.
3º tubo: após aquecer diretamente no bico de Bunsen, observou-se que a reação reagiu rapidamente até ficar um tom de amarelo incolor.
2º Efeito da concentração: 
O tubo com 1,0 mL de HCl 6,0 mol/L ficou amarelado, reagiu muito mais rápido em comparação ao tubo com 1,0 ml de HCl 0,6 mol/L.
3º Efeito do catalisador: 
Em um tubo de ensaio colocou-se cerca de 5 mL de água oxigenada comercial. Em seguida, adicionou-se pequenos cristais de MnO2 e observou-se que o oxigênio foi liberado.
4º Superfície de contato: 
Preparou-se dois tubos de ensaio, cada um contendo 5 mL de solução HCl 6,0 mol/L. A um dos tubos adicionou-se 0,5 g de ferro em pó e ao outro um prego pequeno novo. Após agitar os tubos, observou-se que o tubo com 0,5 g de ferro em pó reagiu mais rápido, enquanto o tubo com um prego pequeno reagiu pouco.
	CONCLUSÃO
	
No experimento que testamos o efeito da temperatura, observou-se que, quanto maior a temperatura, mais rápida será a reação.
No experimento da concentração, observou que, quanto maior a concentração, mais rápido a reação.
No experimento do catalizador, é uma reação na qual existe a presença de uma substância capaz de acelerar a reação - um catalisador -, mas que não toma parte na reação propriamente dita, permanecendo inalterada sua massa e suas propriedades após a reação. Seu efeito baseia-se na redução da energia de ativação.
No experimento de superfície de contato, observou-se que, quanto maior a superfície de contato do reagente solido, mais rápida será a reação.
	REFERÊNCIAS
	
Educação, UOL. Cinética Química: reações químicas: rapidez e influências. Disponível em: <https://educacao.uol.com.br>. Acesso em: 20 de outubro de 2017.