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Universidade Federal de Itajubá – UNIFEI Instituto de Física & Química – IFQ Química Experimental Laboratório 4 Cinética Química Prof. Filiberto González Garcia - 17/10/2014 Nome: Gustavo Junior Ferreira Nome: Rodolfo dos Santos Fonseca N°31899 N° 31421 Turma: FBA Turma: FBA Desenvolvimento Materiais usados no experimento: 1. –Erlenmeyer de 10 e 25 mL (8); 2. – Pipeta graduada 10 mL (2); 3. – Pipeta volumétrica 10 mL (1); 4. – Pipeta volumétrica 3 mL (1); 5. – Pipeta graduada 2 mL (2); 6. – Pipeta graduada 5 mL (1); 7. – Béquer 50 mL (2); 8. – Béquer 25 mL (2); 9. – Béquer 250 mL (1); 10. – Estante para tubos de ensaio; 11. – Cronômetro; 12. – Pinça de madeira. Reagentes usados no experimento: 1. – KIO3 0,02 mol.L -1; 2. – NaHSO3 0,01 mol.L -1; 3. – MnSO4 0,05 mol.L -1; 4. – Amido; 5. – H2C2O4 (ácido oxálico) 0,05 mol.L -1; 6. – H2SO4 0,5 e 0,05 mol.L -1; 7. – KMnO4 0,01 mol.L -1. Atividade #1: Efeito da concentração na velocidade da reação 2𝐼𝑂3 − 𝑎𝑞 + 5𝐻𝑆𝑂3 𝑎𝑞 − 𝐼2(𝑠) + 5𝑆𝑂4 2− (𝑎𝑞 ) + 3𝐻(𝑎𝑞 ) + + 𝐻2𝑂 𝑙 (Eq.1) Procedimentos: 1) Procedimento 1.1. Tabela 1 e a realização do experimento registando o tempo. Tabela 1: Protocolo para verificação do efeito da concentração na velocidade de uma reação. Amostra KIO3 (mL) 0,02 molL-1 H2O (mL) NaHO3 (mL) 0,01 M Tempo (s) 1/Tempo (s-1) 01 10 0 10 17,47 0,05724 02 8 2 10 34,99 0,02858 03 6 4 10 62,60 0,01597 04 4 6 10 107,97 0,00926 05 2 8 10 279,13 0,00358 2) Procedimento 1.2. Realização do Gráfico 1 Volume de KIO3 versus 1/Tempo Gráfico 1: Volume de KIO3 versus 1/Tempo Respondendo o questionário do procedimento 1.2.: Escreva a expressão geral da lei de velocidade da reação estudada: 𝑽 = 𝒌 [𝑰𝑶𝟑 −]𝟐 . [𝑯𝑺𝑶𝟑 −]𝟓. Explique o resultado obtido no gráfico 1 Volume de KIO3 versus 1/t Quanto menor a concentração de KIO3 na reação, menor é a velocidade da reação. O calcário em pedra deve reagir mais lentamente ou mais rapidamente com uma solução de H2SO4 que o calcário em pó? Explique. O calcário em pó irá reagir mais rapidamente que o calcário em pedra, pois a superfície de contato do calcário em pó é maior, obtendo assim uma reação mais rápida com o calcário em pó. Na reação da atividade 1 (Eq. 1), o íon HSO3 - é o agente oxidante ou redutor? Explique. O íon HSO3 - é o agente oxidante, pois ele provoca a oxidação do agente redutor, assim recebendo elétrons em sua camada de valência e diminuindo o seu nox. Atividade #2: Efeitos da temperatura e adição de catalisador 3) Procedimento 2.1. Efeito da temperatura 5H2C2O4(aq) + 6H + + 2MnO4 - (aq) 2Mn 2+ (aq)+ 10CO2(g) + 8H2O (l) (Eq.2) Tabela 2: Protocolo para verificação do efeito da temperatura na velocidade de uma reação. Amostra H2SO4 (mL) 0,05 M H2C2O4 (mL) 0,05 M KMnO4 (mL) 0,01 M Temp. (°c) Tempo obs. (s) 06 3 2 2 21° 426,53 07 3 2 2 75° 46,52 Respondendo o questionário do procedimento 2.1.: Qual o efeito observado na variação de temperatura sobre a velocidade da reação? Explique. Com o aumento da temperatura observa-se que a velocidade de reação é maior, pois quanto maior aumento de energia cinética das partículas envolvidas (calor) maior é a velocidade da reação. 4) Procedimento 2.2. Efeito da adição de catalisador (MnSO4) 5H2C2O4(aq) + 6H + (aq)+ 2MnO 4- (aq) 2Mn 2+ (aq)+ 10CO2(g) + 8H2O(l)(Eq.2) 2MnO4-(aq) + 3Mn 2+ (aq) + 2H2O (l) 5MnO 2+ (aq) + 4H + (aq) 5MnO2+(aq) + 5H2C2O4(aq) + 10H + (aq) 5Mn 2+ (aq) + 10CO2(g) + 10H2O (l) 2MnO4-(aq) + 5H2C2O4(aq) + 6H + (aq) -> 2Mn 2+ (aq) + 10CO2(g) + 10H20 (l) Tabela 3:Protocolo para verificação do efeito da adição de catalisador (MnSO4) na velocidade de uma reação Amostra H2SO4 (mL) 0,05 M H2C2O4 (mL) 0,05 M KMnO4 (mL) 0,01 M MnSO4 (mL) 0,01 M Temp. (°C) Tempo obs. (s) 08 3 2 2 2 21° 96,49 Respondendo o questionário do procedimento 2.2.: Comente qual é o papel do catalisador, MnSO4, na velocidade da reação. O papel do catalisador é não interferir na reação, diminuindo a energia de ativação e aumentando a velocidade de reação da substância. Conclusão Nesse laboratório podemos estudar e verificar os fatores que influenciam na velocidade de reação, por exemplo a superfície de contato, quanto maior a superfície de contato maior a velocidade da reação, também temos a temperatura quanto maior a temperatura maior a velocidade de reação, e a concentração dos reagentes, aumentando a concentração dos reagentes maior será a velocidade de reação, vimos também que a presença de um catalisador é um fator que diminui a energia de ativação fazendo aumentar a velocidade da reação de uma substância.