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Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departamento de Química Engenharia de Produção CINÉTICA QUÍMICA II INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO E DA TEMPERATURA DOS REAGENTES Nomes: Camilla Aparecida Nunes Daniel Almeida Gilberto Alves Júnior Matheus Mendes Prof.: Angela L. Andrade Ouro Preto, 03 de Novembro de 2014. Prática 08 Cinética química II Influência da concentração e da temperatura dos reagentes OBJETIVO: Observar quantitativamente a influência da concentração e da temperatura sobre o tempo necessário para que uma reação ocorra. INTRODUÇÃO: [I] A cinética química é um estudo das velocidades e mecanismos das reações químicas. A velocidade de uma reação é a rapidez com que se formam os produtos à medida que se consomem os reagentes. O mecanismo de uma reação consiste na descrição detalhada da sequência de etapas individuais que conduzem os reagentes aos produtos. A equação simplificada para uma reação não exibe essas etapas, mostra apenas a modificação global, isto é, os resultados finais de todas as etapas que participam do mecanismo. [I] Muito do que se conhece sobre os mecanismos das reações provém dos estudos das velocidades de reação e de como são influenciadas. Em geral, a velocidade de uma reação é determinada pelos seguintes fatores: superfície de contato, temperatura, concentração dos reagentes e presença de um catalisador. Vale destacar que numa reação química, a etapa mais lenta é a que determina sua velocidade. Nesse experimento, determinaremos a lei de velocidade para a reação do bissulfito- iodato e a constante de velocidade desta reação pelo método da velocidade inicial de uma reação relógio. [II] A reação é dada por: 2IO3- + 5HSO3- + 2H → I2 + 5HSO4- + H2O A lei de velocidade desta reação é dada por: V = K[IO3-]a[HSO3-]b[H+]c Onde: V = velocidade da reação K = constante de velocidade a,b,c = ordem da reação em relação a cada reagente. PROCEDIMENTOS: 1 – Foram preenchidos tubos de ensaios conforme a tabela abaixo. A concentração inicial da solução de IO3- era 0.02mol/L. Os tubos numerados foram bem homogeneizados. E a solução de HSO3- 0,02 p/v foi colocada nos tubos não numerados. Tabela 1 Tubo Vol. de IO3- (mL) Vol. de H2O (mL) Vol. Final (mL) [IO-3] (mol/L) Vol. HSO3- (mL) Tempo (s) 01 5,0 0,0 5,0 0,02 5,0 17,87 02 4,0 1,0 5,0 0,016 5,0 21,87 03 3,0 2,0 5,0 0,012 5,0 28,55 04 2,0 3,0 5,0 0,008 5,0 42,82 05 1,0 4,0 5,0 0,004 5,0 88,00 Foi utilizado o cronômetro para a medida do tempo. Logo que a solução de IO3- entrou em contato com a solução de HSO3- o cronômetro foi disparado e a substância homogeneizada. Após o surgimento da coloração azul, o cronômetro foi travado. Esse procedimento foi repetido para todos os tubos. 2 – Foram preparados dois tubos de ensaio, um contendo 5,0mL de solução de IO3- 0,02mol/L e outro contendo 5,0mL de solução de HSO3- 0,02% p/v. Foi preparado um banho para inserir os tubos quando a temperatura se encontrasse constante (os tubos foram deixados em repouso por aproximadamente cinco minutos). A temperatura do banho foi medida com auxílio de um termômetro. Mantendo o tubo com a solução de HSO3- dentro do banho, foi adicionado a ele a solução de IO3- 0,02mol/L do outro tubo. A solução foi homogeneizada, e o cronômetro disparado imediatamente após o contato das duas substâncias e travado quando a coloração azul apareceu. Tabela 2 – Influência da temperatura na velocidade de reação Tubo [IO3-] Temperatura (ºC) Tempo (s) 01 0,02 30 23 02 0,02 20 25,80 03 0,02 10 28,83 04 05 RESULTADOS E DISCUSSÕES: 1 – Faça o gráfico da concentração de IO3- versus tempo de reação. (Dados da tabela 1) 2- Faça o gráfico de temperatura versus tempo. (Dados da tabela 2) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.02 0.016 0.012 0.008 0.004 T e m p o ( s ) C o n c e n t r a ç ã o ( m o l / L ) 0 5 10 15 20 25 30 35 10 20 30 40 T e m p o ( s ) T e m p e r a t u r a ( º C ) 3- Determine a ordem de reação em relação ao IO-3. v = k . [A]α. [B]β IO3-(aq) + 3 HSO3-(aq) → I-(aq) + 3 SO42-(aq) + 3 H+(aq) v = k . [IO3-]1. [HSO3-]3 Então, é uma reação de 1ª ordem em relação ao IO3- CONCLUSÃO: Foi possível observar que quanto mais diminuirmos a quantidade de água, ou seja, quanto mais aumentarmos a concentração de IO3- mais rapidamente ocorrem as reações e assim, mais rapidamente, a solução originalmente incolor muda até ficar com uma cor azul. Podendo assim observar quantitativamente a reação acontecendo. Verificamos também que além da concentração, a temperatura também interfere na velocidade da reação. BIBLIOGRAFIA: [I] http://pt.scribd.com/doc/94125020/Pratica-7e-8-Cinetica-quimica Acessado em 11 de Novembro de 2014, às 13:06h. [II] DEPARTAMENTO DE QUÍMICA, Apostila QUI – 701 Química Geral Engenharias, 2014/2
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