FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO OESTE – UNICENTRO 
SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – SEET 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
PROF. EVERSON DO PRADO BANCZEK 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 1 – FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DAS 
REAÇÕES 
 
 
Bianca Wendt 
Fernanda Renata 
Igor Vilela Sêga 
 
 
 
 
 
 
 
 
GUARAPUAVA, AGOSTO DE 2018 
INTRODUÇÃO 
 
Cada reação química ocorre em um determinado tempo, esse tempo pode ser 
maior ou menor dependendo de alguns fatores. Existem quatro principais causas para 
a alteração da velocidade de uma reação, sendo elas: superfície de contato, 
temperatura, concentração e catalisadores. Isso acontece, principalmente, pois com o 
aumento ou adição desses fatores, resulta no aumento das colisões efetivas e na 
diminuição da energia de ativação da reação. [1] 
No caso da superfície de contato, isso ocorre porque as reações acontecem 
entre as moléculas que ficam nas superfícies dos reagentes. Elas realizam colisões 
que, se forem efetivas (com orientação correta e com a quantidade de energia 
necessária), resultarão na quebra das antigas ligações e formação de novas ligações, 
ou seja, a reação química ocorrerá. Portanto, quão maior a superfície de contato, 
mais moléculas estarão em contato umas com as outras e maior será a probabilidade 
de ocorrerem choques efetivos, assim a reação será mais rápida. [1] 
Para a temperatura, isso acontece porque, com o aumento da temperatura, a 
energia cinética das moléculas presentes nos reagentes também aumenta, ou seja, 
elas movimentam-se em uma maior velocidade, o que intensifica a quantidade de 
choques efetivos que resultam em uma reação mais rápida. Além disso, o aumento da 
energia das moléculas possibilita que elas tenham a energia suficiente para reagir, a 
chamada energia de ativação. [1] 
Com o aumento da concentração, aumentamos o número de moléculas ou 
partículas reagentes por unidade de volume e, consequentemente, o número de 
colisões entre elas, resultando em uma maior velocidade da reação. E com a adição 
de um catalisador na reação, conseguem aumentar a velocidade das reações porque 
eles atuam mudando o mecanismo da reação para diminuir a energia de ativação da 
reação. Assim, com uma quantidade de energia de ativação menor, fica mais fácil 
para os reagentes atingirem essa energia e formando a reação. [1] 
 
 
OBJETIVOS 
Estudar os fatores que alteram a velocidade de uma reação química, tais 
como: 
 Superfície de Contato; 
 Efeito da Temperatura; 
 Efeito do Catalisador; 
 Efeito da Concentração. 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Materiais/Reagentes 
 5 béqueres – 100 mL 
 7 tubos de ensaio 
 1 Pipeta Graduada – 1 mL 
 Comprimidos de Antiácido 
 Cataláse (batatas) 
 Peróxido de Hidrogênio (H2O2) 
 Ácido Clorídrico (HCl) 
 Zinco sólido (Zn) 
 Sulfato de Cobre (CuSO4) 
 Ferro sólido (Fe) 
Propriedades dos Reagentes 
Peróxido de Hidrogênio 
Propriedades Físico-Químicas 
pH Ácido 
Ponto de Fusão - 33°C 
Ponto de Ebulição 108°C 
Solubilidade Solúvel em água e solventes orgânicos polares 
Toxicidade Tóxico 
 
Ácido Clorídrico 
Propriedades Físico-Químicas 
pH Ácido 
Ponto de Fusão 15,3°C 
Ponto de Ebulição 110°C 
Solubilidade Solúvel em água 
Toxicidade Tóxico 
 
Fonte: Super Química – Produtos Químicos 
Fonte: Quimiclor – Produtos Químicos 
Zinco sólido 
Propriedades Físico-Químicas 
pH - 
Ponto de Fusão 420°C 
Ponto de Ebulição 907°C 
Solubilidade Insolúvel em água 
Toxicidade Tóxico para o ambiente marinho 
 
Sulfato de Cobre 
Propriedades Físico-Químicas 
pH ácido 
Ponto de Fusão 110°C 
Ponto de Ebulição 150°C 
Solubilidade Solúvel em água e metanol 
Toxicidade Tóxico 
 
Ferro Sólido 
Propriedades Físico-Químicas 
pH - 
Ponto de Fusão 1535°C 
Ponto de Ebulição 3000°C 
Solubilidade Insolúvel em água 
Toxicidade - 
 
Metodologia 
Parte 1 
Em dois béqueres de 100 mL, adicionou-se 50 mL de água, em um deles foi 
adicionada meia pastilha de antiácido inteira, e no outro, meia pastilha pulverizada. O 
tempo de dissolução total de cada um foi cronometrado. 
 
Fonte: Anidrol – Produtos para Laboratórios 
Fonte: Quimidrol – Comércio Indústria Importação 
Fonte: InfoEscola 
Parte 2 
Foram utilizados três béqueres de 100 mL, no primeiro, adicionou-se 50 mL de 
água gelada, no segundo, 50 mL de água quente e no terceiro 50 mL de água a 
temperatura ambiente. Em seguida foi adicionada uma espátula de antiácido 
pulverizado em cada béquer. Inicialmente foram anotadas a temperatura dos sistemas 
e o tempo de dissolução de cada. 
Parte 3 
Foram utilizados dois tubos de ensaio, foi adicionado 5 mL de Peróxido de 
Hidrogênio em ambos os tubos, e no primeiro também foi adicionado um pedaço de 
batata. Foi observada a intensidade da evolução de gás dos tubos. 
Parte 4 
Foram utilizados dois tubos, no primeiro foi adicionado 1 mL de Ácido 
Clorídrico diluído (0,2 mol/L) e no segundo 1 mL de HCl concentrado (1 mol/L), em 
ambos foi adicionado também 1 g de zinco em grânulos. Foi monitorada a evolução 
de gás de cada tubo. 
Parte 5 
Em três tubos de ensaio, foram adicionados 20 mL de Sulfato de Cobre, a 
concentração do primeiro era 1,0 mol/L, do segundo 0,1 mol/L e o terceiro 0,01 mol/L. 
Em cada um foi mergulhado um prego (Ferro sólido) preso por uma linha. Foi 
acompanhada a reação de oxi-redução de cada tubo. 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Parte 1 
Foi observada a influência da superfície de contato sobre uma reação. Quão 
maior a superfície de contato maior será a velocidade de reação. No caso da pastilha 
pulverizada a superfície é maior que uma pastilha inteira, por isso sua dissolução foi 
mais rápida. Podemos comparar os tempos de reação para cada caso no quadro a 
seguir. 
Superfície de contato Tempo (s) 
Pulverizada 505 
Inteira 600 
 
Parte 2 
Foi estudado o efeito da temperatura sobre uma reação. O sistema com maior 
temperatura demorou um tempo menor para encerrar a reação, como é possível 
observar no quadro abaixo. 
Temperatura (°C) Tempo (s) 
Gelada – 15 132 
Ambiente – 18,5 90 
Quente – 50 24 
 
Parte 3 
Foi observado o efeito do catalisador em uma reação (cataláse). Com a adição 
de um catalisador a velocidade de uma reação aumenta. Com a adição da cataláse 
presente nas batatas a evolução do gás oxigênio da reação de decomposição do 
Peróxido de Hidrogênio foi mais intensa. 
2H2O2(aq) → H2O(l) + O2(g) - Liberação menos intensa de gás 
2H2O2(aq) cataláse H2O(l) + O2 – Liberação mais intensa de gás 
 
Parte 4 
Foi verificado o efeito da concentração em uma reação química. Quão maior a 
concentração do reagente mais rápida será a reação. Em dois tubos foi adicionado 
1,0 g de Zinco e 1,0 mL de Ácido Clorídrico em duas diferentes concentrações. 
No tubo com o HCl diluído (0,2 mol/L) a evolução de gás foi menor, em 
comparação com o tubo que continha HCl mais concentrado (1 mol/L). Mesmo a 
reação de oxirredução sendo a mesma em ambos os casos. 
2H+(aq) + 2é → H2(g) 
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2é 
Zn(s) + 2H+ ↔ Zn2+(aq) + H2(g) 
Parte 5 
Foi verificado novamente o efeito da concentração em uma reação química. 
Quando o reagente está mais concentrado maior será a rapidez e a facilidade da 
reação ocorrer. Em três tubos de ensaio foram adicionados 20 mL de três soluções de 
Sulfato de Cobre, cada qual com uma concentração diferente. No primeiro tubo a 
solução era a mais concentrada, 1,0 mol/L, no segundo a concentração era de 0,1 
mol/L e o terceiro, mais diluído tinha concentração de 0,01 mol/L.Em todos os tubos 
foi adicionado ao mesmo tempo 1 prego (Ferro sólido), este permaneceu nas 
soluções por um determinado tempo. Na imagem abaixo é possível observar o grau 
de deposição do cobre no prego dependendo da concentração da solução. 
 
TUBO 1 
TUBO 2 
TUBO 3 
CONCLUSÃO 
 
Com esta série de experimentos foi possível verificar na prática que, a variação 
de certos fatores durante uma reação, influencia na velocidade da mesma. O 
antiácido, por exemplo, mostrou claramente esta diferença de velocidade quando em 
forma pastilha e quando pulverizado, e também quando diferenciamos as 
temperaturas da água, comprovando o aumento das colisões efetivas da reação. Usar 
a cataláse na decomposição do Peróxido de Hidrogênio também foi um experimento 
muito efetivo e prático para mostrar a diminuição da energia de ativação, através das 
bolhas que se desprendiam com muito mais rapidez, no uso do catalisador. O efeito 
da concentração foi observado de maneira efetiva, principalmente na reação redox do 
ferro e cobre, pois nota-se facilmente a diferença na coloração entre os pregos. 
Sendo assim os experimentos se mostraram muito práticos para o estudo dos 
fatores que alteram a velocidade de uma reação química, por serem rápidos e com 
bastante contraste entre os resultados facilitando a visualização para os estudantes. 
 
REFERÊNCIAS 
[1] Rocha, J. (2018). Disciplinas - Físico Química. Acesso em 13 de Agosto de 2018, 
disponível em Manual da Química: https://manualdaquimica.uol.com.br/fisico-quimica/fatores-
que-influenciam-velocidade-das-reacoes.htm 
 
 
 
	INTRODUÇÃO
	OBJETIVOS
	MATERIAIS E MÉTODOS
	RESULTADOS E DISCUSSÃO
	CONCLUSÃO
	REFERÊNCIAS
	[1] Rocha, J. (2018). Disciplinas - Físico Química. Acesso em 13 de Agosto de 2018, disponível em Manual da Química: https://manualdaquimica.uol.com.br/fisico-quimica/fatores-que-influenciam-velocidade-das-reacoes.htm