cinetica

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INSTITUTO FEDERAL DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS DO PIAUÍ
CAMPUS: TERESINA CENTRAL
DISCIPLINA: QUIMICA GERAL EXPERIMENTAL I
 PROFESSOR: JOAQUIM SOARES DA COSTA JÚNIOR
CINÉTICA QUÍMICA
Josiane Marciel da Silva Costa
Teresina, 28 de julho de 2017
Resumo
Nesse experimento iremos ver a influência da temperatura, da concentração e do catalisador em uma reação
Introdução
Área da química que estuda a velocidade com que ocorrem as reações é denominada cinética. A palavra cinética sugere movimento ou mudança. A palavra cinética refere-se aqui a velocidade de uma reação, isto é, a variação da concentração de um reagente ou de um produto com o tempo.
Sabemos que qualquer reação pode ser representada por uma equação geral do tipo 
 reagentes produto 
Equação nos diz que no decurso de uma reação reagentes são consumidos em quantos produtos são formados. Assim podemos seguir o processo de reação medido tanto a diminuição da concentração dos reagentes quanto o aumento da concentração dos produtos
Fatores que afetam a velocidade das reações
Vamos examinar os principais fatores que influenciam a velocidade das reações. Como as reações envolvem a quebra e a formação de ligações, as respectivas velocidades depende da natureza dos reagentes entretanto existe quatro fatores que permite a variação das velocidades nas quais reações específicas ocorrem:
O estado do físico dos reagentes. Os reagentes devem entrar em contato para que reajam quanto mais rapidamente as moléculas se chocam mais rapidamente elas reagem a maioria das reações que consideramos é homogênea envolvendo gases ou soluções líquidas quando os reagentes estão diferentes fases como quando é um gás e o outro é sólido a reação está limitada a área de contato
As concentrações dos reagentes. A maioria das reações químicas prosseguem mais rapidamente se a concentração de um ou mais dos reagentes é aumentada
A temperatura na qual ocorre a reação. A velocidade de reações químicas aumenta conforme a temperatura aumenta é por essa razão que refrigeramos alimentos perecíveis como leite o aumento da temperatura aumenta faz aumentar as energias cinéticas das moléculas a proporção que as moléculas movem mais Velozmente ela se choca com mais frequência e também com a energia mais alto ocasionando aumento de sua velocidade
A presença de um catalisador. Os catalisadores são agentes que aumentam as velocidades de reação sem serem usados eles afetam os tipos de colisões que levam a realização os catalisadores tem papel crucial em nossas vidas a fisiologia da maioria dos seres vivos Depende de enzimas as moléculas de proteínas que atuam como catalisadores aumentando a velocidade de determinadas reações bioquímicas
Velocidade
K =[A]m[B]n
O termo K é a constante de velocidade que é a constante de proporcionalidade entre a velocidade de uma reação e a concentração dos reagentes. Essa equação é conhecida como a lei da velocidade que exprime a relação da velocidade de reação com a constante de velocidade com as concentrações dos reagentes. A constante de velocidade pode ser calculada com base na concentração dos reagentes e da velocidade inicial.
Os expoentes m e n são normalmente números inteiros pequenos geralmente 012 consideramos estes podem expoentes mais perto brevemente. Os expoentes m e n de uma lei de velocidade são chamados ordens de reação uma vez que o expoente é um a velocidade é de primeira ordem. A ordem total da reação é a soma das ordens em relação a cada reagente na velocidade a lei da velocidade tem ordem de reação total de 1+ 1 = 2 e a reação é de segunda ordem como um todo, os valores daqueles expoentes devem ser determinados experimentalmente
A lei da velocidade nos diz que a velocidade de uma reação varia a certa temperatura a medida que variamos as concentrações dos reagentes as leis de velocidade pode ser convertida em equações que nos dizem Quais são as concentrações dos reagentes ou produtos a qualquer momento durante o curso da reação
Reação de primeira ordem é aquela cuja velocidade depende da concentração de um reagente elevado à primeira potência para uma reação do tipo A produto a lei da velocidade deve ser a primeira ordem
Uma reação de segunda ordem é aquela cuja velocidade depende da concentração do reagente elevado a segunda potência da concentração de dois reagentes diferentes cada um elevado à primeira potência por razões de simplicidade devemos considerar do tipo A produto ou A + B produto
Temperatura 
Vimos que as velocidades de reação são afetadas tanto pelas concentrações de reagentes quanto pela temperatura o modelo de colisão baseado na teoria cinética molecular explica os efeitos no nível molecular. A ideia central do modelo de colisão é de que as moléculas devem colidir para reagir quanto maior o número de colisões por segundo maior a velocidade de reação, a proporção que a concentração das moléculas de reagentes aumenta consequentemente o número de colisões aumenta, levando o crescimento da velocidade da reação. Além disso de acordo com a cinética a elevação da temperatura aumenta as velocidades moleculares como as moléculas se movem mais velozmente colidem mais vigorosamente e com mais frequência aumentando as velocidades de reação
No âmbito da teoria das colisões postula-se que para que possam reagir as moléculas que colidem tem de possuir uma energia cinética total igua ou superior. Essa energia de ativação é energia mínima necessária para que a reação se inicie dada a reação química se essa energia não for suprida as moléculas se mantém intacta e a colisão não produz nenhuma transformação uma espécie de transitória formada pelas moléculas de reagente como resultado da colisão antes da formação do produto é denominada complexo ativo.
Catalisador
Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química sem ser consumido durante essa reação os catalisadores são bem comuns muitas reações no organismo na atmosfera e nos oceanos ou na indústria química ocorrem com ajuda de catalisadores
Na ausência de um catalisador essa decomposição térmica é muito lenta um catalisador acelera a reação proporcionando um conjunto de etapas elementares mais favoráveis de ponto de vista cinético em alternativa as etapas que ocorrem na sua ausência
Catálise heterogênea os reagentes e o catalisador encontra-se em diferentes fases geralmente o catalisador é um sólido os reagentes são gases ou líquidos a catálise heterogênea de longe tipo mais importante da indústria química especialmente na síntese de produtos químicos essenciais a etapa inicial da catálise heterogênea normalmente a absorção dos reagentes adsorção refere-se as ligações das moléculas da superfície enquanto absorção se refere a passagem de moléculas para interior de outros substâncias
Catálise homogênea os reagentes e o catalisador estão dispersos em uma única fase geralmente líquida a catálise ácida catálise básica constitui os mais importantes tipos de catálise homogênea em solução líquida um catalisador geralmente diminui a energia de ativação total de uma reação fornecendo o mecanismo completamente diferente para a reação
EXPERIMENTO
 A – Material
	4 copos de béquer de 250 ml
	Tela de amianto
	Proveta de 10 ml e de 50 ml
	Termômetro
	Bastão de vidro
	Solução de ácido clorídrico 5 M
	Cronômetro
	Solução de ácido Oxálico 0,5 M
	Tripé
	Solução de permanganato de potássio 0,04 M
 B – Procedimento 
1ª Parte: Influência da Concentração:
Numerar 4 copos de Béquer, limpos e secos.
No béquer 1 adicionar em ordem: 10 ml de HCl 5 M, 5 ml de solução ácido oxálico, 0,5 M (medidos com proveta) e com o auxílio de uma pipeta adicionar 4 ml de solução de KMnO4. Agitar a solução. Contar o tempo de descoramento a partir do instante em que foi adicionado o KMnO4 e aregistrar este tempo na tabela a seguir.
No béquer 2 novamente adicionar 10 ml de HCl, 5 M, 5ml de ácido oxálico, 0,5 M. Acrescentar 50 ml de água destilada e agitar a solução até homogeneizar. Com auxílio de pipeta adicionar 4 ml, de solução de KMnO4. Agitar a solução e contar o tempo de descoramento.
No béquer 3 repetir as mesmas operações adicionando 100 ml de água destilada.
No béquer 4 repetir as mesmas operações adicionando 150 ml de água destilada.
2ª Parte: Influência da temperatura:
Lavar e secar os 4 copos de béquer da primeira parte para utilizar novamente.
Adicionar aos copos de béquer 1, 2, 3 e 4, 10 ml de HCl 5 M, 5 ml de Ácido oxálico 0,5 M e 10 ml de água destilada.
Ao copo de béquer 1 adicionar à temperatura ambiente, 4 ml de solução de KMnO4, 0,04 M. Agitar. Anotar na tabela a seguir o tempo de descoramento e a temperatura (na qual ocorreu o descoramento).
Elevar a temperatura do copo de béquer 2 até próximo aos 35 oC. Repetir os procedimentos do item c, anotar a temperatura (na qual ocorreu o descoramento).
Elevar a temperatura do copo de béquer 3 até próximo aos 45 oC. Repetir os procedimentos do item c.
Elevar a temperatura do copo de béquer 4 até próximo aos 55 oC. Repetir os procedimentos do item c
3ª Parte: Influência de catalisador.
Nos béqueres 1 e 2 depois de lavados e secos adicionar 50 ml de água destilada, 10 ml de HCl e 5 ml de ácido Oxálico.
Ao béquer 1 adicionar 4 ml de solução de KMnO4 0,04 M. Agitar e anotar o tempo de descoramento. Guardar a solução para o item d.
Ao béquer 2 adicionar 2 gotas de solução de KMnO4 0,04 M. Agitar e anotar o tempo de descoramento.
Ao béquer 1 adicionar novamente 4 ml de solução de KMnO4 0,04 M e anotar o tempo de descoramento em 1b.
Resultados e discussões
O gráfico abaixo mostra as concentrações do ácido oxálico. Fizemos 4 vezes e a medida que fomos colocando água foi aumentando o tempo para reagir pois quanto menor a concentração mais demorar para reagir. De cima para baixo podemos observar que vai diminuindo a concentração, pois na primeira não tinha água na segunda tinha 50ml no terceiro 100 ml de água e no ultimo 150 ml de água 
Gráfico 1
 
No seguinte gráfico é a influência da temperatura, segundo a temperatura quanto maior a temperatura mais rápido será a reação, pois haverá mais colisões entre as moléculas no gráfico abaixo mostra que na temperatura ambiente o tempo para reagir foi de 40 segundos e quanto mais se foi aumentando a temperatura mais diminuía o tempo observe que a 55° C graus o tempo foi de apenas 3 segundos
E na terceira e última parte observaremos a influencia de um catalisador, o catalisador utilizado foi o manganês, que foi formado com a própria reação, ele ajuda que a reação ocorra mais rápido, ou seja, o tempo vai ser menor.
	Béquer
	Com catalisador
	Sem catalisador
	1
	25segundos
	1min 23seg
Conclusões
BROWN, T.L.; Química, A ciência central. Pearson Education do Brasil, São Paulo, 2007.
CHANG, Raymond; Química Geral, conceitos essências, Editora Graw-Hill, São Paulo,2010