Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Centro Universitário Estácio de Brasília Curso: Engenharia Civil Turno: Matutino Disciplina: Química Geral Teórica - Experimental Turma: 1002 Professor: MSc. Atailson Oliveira da Silva PRÁTICA Nº8 – Cinética Química I – Fatores que Influenciam a Velocidade das Reações 1. Objetivos Gerais: Verificar experimentalmente fatores que influenciam a velocidade das reações químicas. 2. Introdução A cinética química é o ramo da química que estuda a rapidez das reações químicas. Ela se relaciona, por exemplo, com a rapidez com que um medicamento é capaz de agir, bem como com os problemas industriais, como o desenvolvimento de catalisadores para a síntese de novos materiais. Muitos fatores influenciam na velocidade de uma determinada reação: a temperatura, a concentração dos reagentes, a presença de catalisadores e a extensão da superfície de contato entre os reagentes. E são esses fatores que atestaremos através de experimentos. ➢ Parte Experimental: 1. Materiais: • 6 tubos de ensaio • 4 pregos • Banho-maria • Pinça de madeira • Esponja de Aço 2. Reagentes: • H2SO4 1mol/L • Solução 0,5% tiossulfato de sódio (Na2S2O3) • HCl 4 mol/L • HCl 0,4 mol/L • H2O2 comercial • Cristais de MnO2 • Zinco em grânulos e NaNO3. Nome: Edlainy Ferreira Matrícula: 201602826552 Nome: Jordan Regis Pereira Sousa Matrícula: 201607260581 Nome: Natanael Henrique Carvalho Jales Matrícula: 201607265265 Procedimento Experimental 1. Efeito da temperatura: • Primeiro acrescentamos em dois tubos de ensaio uma quantidade de mais ou menos 5 mL (dois dedos) de solução de permanganato de potássio (KMnO4) 0,05 mol/L, 10 gotas de H2SO4 1,0 mol/L e colocamos um prego pequeno novo em cada tubo de ensaio com as substâncias. • O 1º tubo deixamos a temperatura ambiente; • O 2º tubo aquecer a aproximadamente 60 ºC, em banho-maria por 5 minutos. Analise e Explicação: O segundo tubo, a reação ocorreu mais rápido que no primeiro tubo. Observamos que ambos os pregos nos tubos começaram a oxidar, porém no segundo tubo, que estava com a temperatura elevada, a oxidação no prego foi bem maior em comparação com o primeiro. Percebemos que a cinética da reação estava relacionada a temperatura, ou seja, em função da temperatura foi possível deslocar a reação de forma mais rápida. Com base nos resultados é possível deduzir que com acréscimo da temperatura aumentamos a velocidade da reação. Figura 1: Temperatura utilizada no Banho Maria que aquecemos o segundo tubo de ensaio. Figura 2: Da esquerda para a direita: Prego normal sem alteração, prego com alto grau de oxidação após banho maria, prego com baixo grau de oxidação deixado na substância em temperatura ambiente. 2. Efeito da Concentração: • Colocamos em dois tubos de ensaio 5,0 mL (aproximadamente dois dedos) de solução 0,5% de tiossulfato de sódio. • Em um dos tubos adicionamos uma borrifada de aproximadamente 1,0mL de HCl 4,0 mol/L. • No segundo tubo adicionamos uma borrifada de aproximadamente 1,0 mL de HCl 0,4 mol/L. (concentração inferior ao primeiro tubo) Equação Química da reação: Na2S2O3(aq)+2HCl(aq)→2NaCl(aq)+H2O(l)+SO2(g)+S(s) Analise e Explicação: No primeiro tubo, a reação ocorreu mais rápido que no segundo. Percebemos que a diluição das soluções no segundo tubo diminuiu a velocidade da reação. Com base nos resultados do experimento é possível deduzir que, as substâncias de ambos os tubos sofrerão a mesma reação, porém a do primeiro tubo que tem a concentração de HCl (substância que provocará a reação) superior à do segundo sofrerá esta reação com velocidade maior que a do segundo tubo de ensaio com uma concentração menos. Podemos afirmar também que se formos aumentando a concentração de um dos reagentes aumentará proporcionalmente a velocidade da reação. Figura 3: Da esquerda para direita: Substância com menor concentração de HCl se mostra menos turva, substância com maior concentração de HCl se mostra mais turva e mais avançada na reação. 3. Efeito do Catalisador: • Parte I: Em um tubo colocamos cerca de 5 mL (aproximadamente dois dedos) de água oxigenada comercial. Em seguida, adicionamos pequenos cristais de MnO2. Deixamos este tubo em repouso. • Parte II: Em dois tubos de ensaio colocamos grânulos de zinco (ou alguns mg de zinco em pó) e aproximadamente 1,0 mL de H2SO4 1,0 mol/L. Logo que se iniciar a liberação de gás hidrogênio H2 juntar 2 gotas de KMnO4, 0,05 mol/L a cada um deles. A um dos tubos adicionar um pequeno cristal de nitrato de sódio (NaNO3). Equações Químicas: Parte II: Zn(s) + H2SO4 → ZnSO4 +H2(g) 2KMnO4 + 5H2 + 3H2SO4 → 2MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + 8H2O Analise e Explicação: Parte I: A substância ficou com uma cor marrom escura e com o passar do tempo foi clareando. Equação Química: MnO2 + 2H2O2 --> MnO2 + O2 + 2H2O O que ocorre: A água oxigenada comercial, naturalmente reage e libera o gás oxigênio tendendo a manter só a água. O acréscimo dos cristais de MnO2 acelera essa reação servindo como um catalisador. Tanto que observando a reação o MnO2 não é absorvido pela reação o que é uma característica dos catalisadores químicos. Parte II: Observamos que quando colocamos os grânulos de zinco e acrescentamos o H2SO4 começou a reação entre as substâncias e a liberação de gás hidrogênio, por isso rapidamente acrescentamos 2 gostas de KMnO4 para mudar a reação e deixando assim o zinco como catalisador da reação e começa a liberar H2O. Quando acrescentamos o NaNO3 no outro tubo, acelera ainda mais a reação funcionando como catalisador também. 4. Efeito da Superfície de contato: • Preparamos dois tubos de ensaio, cada um contendo 5mL (aproximadamente dois dedos) de solução HCl 4,0 mol/L. • Em um dos tubos de adicionamos um pedaço de esponja de aço. • No outro adicionamos um prego pequeno novo. • Agitamos os tubos de ensaio até ocorrer a reação. Equação Química: Fe(s)+HCl(aq)→FeCl2(aq) + H2(g) Analise e Explicação: Ao adicionarmos a esponja de ferro e o prego ao ácido, ambos começam a ser corroídos, porém podemos observar que pelo prego se maciço e ter muita região que não está em contato com o ácido, ele é corroído mais devagar. Já a esponja de aço por ser fios menos maciços, têm muito de sua superfície em contato com o ácido assim sua corrosão é mais acelerada e ocorre mais rápido. Figura 4: Reação da água oxigenada com os cristais de MnO2. Figura 5: Da esquerda para direita: A reação ocorrendo com o zinco como catalisador, tanto que observamos as partículas de zinco que não são absorvidas pela reação. A direita a reação liberando H2O, com o zinco e o NaNO3 como catalisadores, o qual vemos as partículas ao fundo do tubo, e sua reação ocorre mais rápida que a que tem somente zinco como catalisador. Análise dos dados e Questionário: 1. Por que o aquecimento acelera as reações químicas? O aumento na temperatura, aumenta a velocidade das reações químicas, sejam elas endotérmicas ou exotérmicas, porque isso faz com que se atinja mais rápido o complexo ativado; 2. Qual o composto químico responsável pela coloração amarelada, notada no procedimento 2? O tiossulfato de sódio. 3. Sem adição de catalisadores as reações se processam? Sim, os catalisadores funcionam apenas como aceleradores da reação que já está ocorrendo. 4. Qual a relação que existe entre o tamanho das partículas e a superfície de contato dos materiais reagentes? Pois quanto maior as partículas maiores a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas entre elas, pois a superfície para contato entre si será maior; Figura 6: Da esquerda para direita: Espoja de aço em reação com HCl e a direita prego em reação com o ácido. 5. Cite exemplos envolvendo química de alimentos e de fármacos,no cotidiano, onde a velocidade das reações químicas pode se alterada. Ao cozinhar feijão na panela de pressão, o calor e a pressão gerada aproximam as partículas gerando mais superfícies de contato, fazendo com que a reação ocorra mais rápida e a água da panela ferva e evapore mais rápido. A concentração de uma substância em um remédio pode fazer com que seu efeito seja mais rápido. Bibliografia https://quiprocura.net/w/2015/08/10/cinetica-quimica/ http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas.htm http://brasilescola.uol.com.br/quimica/concentracao-dos-reagentes-velocidade-das- reacoes.htm https://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/cinetica-quimica-reacoes-quimicas- rapidez-e-influencias.htm
Compartilhar