Cinética Química (fatores que influenciam na velocidade de uma reação)

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Curso: Licenciatura em Química 
 
 
 
Disciplina: Físico-Química Experimental III 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 
CINÉTICA QUÍMICA (FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DE 
UMA REAÇÃO) 
 
 
 
 
Professora: Indi Assis Rodrigues 
 
 
 
Alunos: Fábio Alves Leão 
Anderson Martins 
 
 
 
 
Outubro de 2017 
1. INTRODUÇÃO 
Sabermos os fatores que influenciam a velocidade das reações é algo muito 
importante, pois existem reações que queremos que ocorram mais rápido e também há 
reações que queremos que demorem mais tempo. Por exemplo, nas indústrias, é 
imprescindível para o lucro econômico que determinadas reações usadas resultem no 
produto com o menor tempo possível, ainda mais se a reação produzir pouco. Por outro 
lado, a reação de decomposição de alimentos é uma que queremos que ocorra o mais 
lentamente possível. Assim, para acelerar ou retardar as reações químicas, precisamos 
estudar os fatores que influenciam esses processos, sendo que os principais são quatro: 
superfície de contato, temperatura, concentração dos reagentes entre outros. 
Alguns fatores podem aumentar ou diminuir a velocidade de uma reação 
química. São eles: 
• Temperatura; 
• Superfície de contato; 
• Concentração dos reagentes; 
• Entre outros. 
Temperatura 
A temperatura está ligada à agitação das moléculas. Quanto mais calor, mais 
agitadas ficam as moléculas. Se aumenta a temperatura, aumenta a energia cinética das 
moléculas (movimento). Se as moléculas se movimentam mais, elas se chocam mais e 
com mais energia, diminuindo a energia de ativação e em consequência, aumenta o 
número de colisões efetivas e portanto a velocidade da reação também aumenta. 
Superfície de Contato 
A área de contato entre os reagentes também interfere na velocidade das reações 
químicas. Quanto maior a superfície de contato, maior o número de moléculas reagindo, 
maior o número de colisões eficazes e portanto, aumenta a velocidade da reação. 
Concentração 
Concentração está relacionado à quantidade de soluto e de solvente de uma 
substância. Se aumenta a concentração de reagentes, aumenta o número de moléculas 
dos reagentes, aumentando o número de colisões e aumentando também a velocidade da 
reação. Está associada à Lei Cinética (Lei de Guldber-Waage), que diz “a velocidade de 
uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos 
reagentes, para cada temperatura, elevada a expoentes experimentalmente 
determinados.” 
 
2. OBJETIVOS 
 
Distinguir os diferentes fatores que podem influenciar na velocidade de uma 
reação química, como temperatura, superfície de contato e a concentração de um dos 
reagentes. 
 
3. REAGENTES E MATERIAIS 
3.1 Experimento 1 
• Água; 
• Três béquer 50 mL; 
• Comprimido de Sonrrisal; 
• Bico de Busen 
3.2 Experimento 2 
• Dois béquer de 50 mL; 
• Água 
• Cadinho 
• Comprimido de Sonrrisal. 
3.3 Experimento 3 
• Três balões de 50 mL; 
• Três tubos de ensaio; 
• Solução de Sulfato de cobre 1,0 mol/L; 
• Solução de Sulfato de cobre 0,1 mol/L; 
• Solução de Sulfato de cobre 0,01 mol/L; 
• Fio dental 
• Estante para tubo de ensaio 
• Pregos; 
• Balança analítica. 
 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
4.1 Experimento 1: Fator temperatura 
 Em cada béquer foi colocado 50 ml de água, sendo no primeiro béquer água 
quente, no segundo água em temperatura ambiente e no terceiro água gelada. 
Adicionou-se simultaneamente em cada béquer, meio comprimido de Sonrrisal. Foi 
observado e comparou-se a ordem em que terminaram as reações nos três béqueres 
registrando-se a ordem das reações de acordo com a temperatura. 
 
4.2 Experimento 2: Fator superfície de contato 
 Colocaram-se em dois béqueres 50 mL de água em temperatura ambiente. 
Triturou-se em um cadinho meio comprimido de Sonrrisal. Foi adicionado, 
simultaneamente, em um dos béqueres, meio comprimido triturado e no outro béquer 
meio comprimido inteiro. Observou-se a reação e verificou-se em qual recipiente a 
reação terminou primeiro. 
 
4.3 Experimento 3: Fator concentração dos reagentes 
 Preparou-se três soluções de sulfato de cobre (CuSO4) cuja massa molecular é 
159,609 g/mol, sendo: 
a) Solução de sulfato de cobre 1,0 mol/L 
Pesou-se 7,987 gramas de sulfato de cobre e dissolveu-se em 50 mL de água. 
b) Solução de sulfato de cobre 0,1 mol/L 
Pesou-se 0,796 grama de sulfato de cobre e dissolveu-se em 50 mL de água. 
c) Solução de sulfato de cobre 0,01 mol/L 
Pesou-se 0,079 grama de sulfato de cobre e dissolveu-se em 50 mL de água. 
 
 
Figura 1: Soluções de sulfato de cobre preparadas a 1,0 mol/L, a 0,1 mol/L e a 0,01 
mol/L, respectivamente. Foto: os autores. 
 
Colocou-se 15 mL de cada uma das soluções preparadas em três tubos de ensaio 
e mergulhou-se, em cada tubo de ensaio, ao mesmo tempo, um prego de ferro amarrado 
a um pedaço de linha, deixando-os mergulhados nas soluções por aproximadamente 60 
segundos. 
 
 
Figura 2: Pregos mergulhados em solução de sulfato de cobre. Foto: os autores 
 
Aos aproximadamente 60 segundo, retirou-se os pregos das soluções de sulfato 
de cobre e fizeram-se as observações. 
Figura 3: Pregos após as reações com sulfato de cobre durante 60 segundos. Foto: os 
autores. 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
5.1 Experimento 1: Fator temperatura 
 Foram obtidos os seguintes dados durante a prática: 
 
Água Fria 
Temperatura 
ambiente 
Quente 
Tempo das reações 
48 
segundos 
39 segundos 
27 
segundos 
Ordem de término das 
reações 
3ª 2ª 1ª 
 Tabela 1. Tempo e ordem das reações de acordo com as temperaturas 
 
 Quanto maior foi a temperatura durante a reação, pode-se observar uma maior 
velocidade dessa reação. Isso aconteceu porque, segundo Chang (2012), o aumento da 
temperatura eleva a energia cinética das moléculas, o que faz com que elas fiquem mais 
agitadas, movimentando-se mais rapidamente. Dessa forma, haverá um maior número 
de choques efetivos entre suas partículas e a velocidade da reação aumentará. Ou seja, 
com o aumento da temperatura, a energia cinética das moléculas das substâncias 
reagentes aumenta, sendo assim, elas movimentam-se em uma maior velocidade, o que 
aumenta a quantidade de choques efetivos que resultam em uma reação mais rápida. 
Além disso, como a energia das moléculas aumenta, isso propicia que elas tenham a 
energia suficiente para reagir, que é chamada de energia de ativação (ATKINS, 2012). 
 
5.2 Experimento 2: Fator superfície de contato 
 
 Foram observado que a reação com o comprimido triturado terminou antes da 
reação com o comprimido inteiro. Um dos fatores para a ocorrência de uma reação é 
que as moléculas dos reagentes devem colidir de modo efetivo. Quanto maior a 
superfície de contato, maior o número de moléculas que irão colidir, aumentando 
também a probabilidade de ocorrerem choques efetivos e, por fim, o aumento da 
velocidade da reação. Essas colisões, de acordo com Chang (2012), resultarão na quebra 
das antigas ligações e formação de novas ligações, ou seja, a reação química ocorrerá. 
Portanto, quanto maior for a superfície de contato, mais moléculas estarão em contato 
umas com as outras, maior será a probabilidade de ocorrerem choques efetivos e mais 
rápida será a reação. 
 
 
Figura 4: Reação entre o antiácido efervescente e água em duas situações diferentes: no 
primeiro copo, o antiácido está em comprimido inteiro; no segundo, está em pó. Fonte: Os 
autores. 
 
 
5.3 Experimento 3: Fator concentração dos reagentes 
 
 Com o aumento da concentração do reagente, a reação ocorreu mais depressa,porque houve o aumento do número de partículas reagindo, aumentando também a 
quantidade de choques entre elas e a probabilidade de ocorrerem colisões eficazes que 
resultem na ocorrência da reação. 
 
Figura 5. Maior a concentração dos reagentes, mais rápido ocorre a reação. Fonte: os 
autores. 
 Em outras palavras, segundo Chang (2012), quando aumentamos a concentração 
dos reagentes, aumentamos o número de moléculas ou partículas reagentes por unidade 
de volume e, consequentemente, o número de colisões entre elas aumenta, resultando 
em uma maior velocidade da reação. 
 
 
 
 
 Figura 6: Reação após 60 segundos. Fonte: os autores. 
 
 Pôde-se observar que no tubo onde a concentração era maior, a reação ocorreu 
mais rapidamente do que no béquer com concentração menor. 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 Na prática testamos a influência da temperatura, da superfície de contato e da 
concentração de reagentes. A velocidade das reações é diretamente proporcional a 
temperatura, a superfície de contato e a concentração dos reagente. Ou seja, quanto 
maiores forem a concentração dos reagentes, a temperatura e a superfície de contato, 
maior será a velocidade reacional. 
 
 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ATKINS, Peter. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente 
/ Peter Atkins, Loretta Jones; tradução técnica: Ricardo Bicca de Alencastro. 5ª ed. Porto 
Alegre: Bookman, 2012. 
BARBOSA, Addson L. Dicionário de Química. 4ª ed. Goiânia: AB Editora, 2007. 
CASTELLAN, Gilbert William. Fundamentos de físico-química. Rio de Janeiro: 
Livros Técnicos e Científicos, c1986. 527 p. 
CHANG. Reymond. Química Geral: conceitos essenciais. Quarta edição, MC Graw 
Hill, São Paulo, 2012. 
FELTRE. Ricardo. Fundamentos de Química: volume único. 4ª ed. São Paulo: 
Moderna, 2005. 
Roteiro de aulas práticas de Físico-química III.