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RELATÓRIO DE QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL Alunos: Lucas Giordano de Miranda Galdino CINÉTICA QUÍMICA Introdução: O experimento em questão tem como objetivo analisar os fatores que influenciam a variação da velocidade de uma reação química, uma vez que, toda reação tem uma velocidade específica que varia de acordo com fatores externos, como temperatura, ou fatores internos como concentração das substâncias em análise. Experimental: Inicialmente, separou-se uma série de tubos de ensaio para realizar as misturas informadas na tabela fornecida. Em cada tubo foi misturado todas as substâncias seguindo a tabela e um outro tubo foi mantido apenas para colocar o iodo, seguindo os volumes informados. Encheu-se um béquer com água destilada, onde foram colocados um termômetro e três tubos de ensaio por vez, o primeiro tubo contendo a mistura, o segundo contendo somente o iodo e um terceiro contendo somente água destilada. Esse sistema foi mantido por cerca de cinco minutos para chegar a um equilíbrio térmico e em seguida misturou-se o iodo com o conteúdo do outro tubo de ensaio. Após isso, o tempo de descoloração foi marcado através de um cronômetro. Repetiu-se o mesmo processo para todos os ensaios em temperatura ambiente, seguindo sempre os volumes fornecidos na tabela. Para o ensaio em uma temperatura abaixo da temperatura ambiente utilizou-se um recipiente contendo gelo para que fosse possível chegar a temperatura desejada, repetindo o mesmo processo utilizado nos ensaios anteriores. Instituto Federal de Alagoas – IFAL Campus Palmeira dos Índios Prof. Rafael Antonello 30 de Outubro de 2018 Para os ensaios em temperatura acima da temperatura ambiente utilizou-se uma máquina que era responsável por aquecer o béquer contendo o os tubos, mantendo sempre o mesmo procedimento usado nos ensaios anteriores. Resultados e Discussões: Inicialmente, calculou-se as concentrações de acetona, ácido clorídrico e iodo em cada ensaio realizado, lembrando que as concentrações iniciais da acetona, ácido clorídrico e iodo são, respectivamente: 4M, 1M e 0,005M. Além disso, o volume final após a mistura é 10mL. Fórmula: M1*V1=M2*V2 Acetona 1º ensaio: 2º ensaio: 3º ensaio: 4*0,002=M2*0,01 4*0,004=M2*0,001 4*0,006=M2*0,01 M2=0,8mols/L M2=1,6mols/L M2=2,4mols/L Obs: Todos os ensaios contendo 2ml de acetona mantém a mesma concentração do primeiro ensaio. Ácido Clorídrico 1º ensaio: 4º ensaio: 5º ensaio: 1*0,002=M2*0,01 1*0,004=M2*0,01 1*0,006=M2*0,01 M2=0,2mols/L M2=0,4mols/L M2=0,6mols/L Iodo 1º ensaio: 6º ensaio: 7º ensaio: 0,005*0,002=M2*0,01 0,005*0,004=M2*0,01 0,005*0,006=M2*0,01 M2=0,001mols/L M2=0,002mols/L M2=0,003mols/L Em seguida, calculou-se a velocidade de cada reação fazendo uso das concentrações obtidas anteriormente e dos tempos de descoloração obtidos após as misturas dos conteúdos dos tubos de ensaio. A fórmula utilizada faz uso da variação de concentração do iodo e do tempo gasto para que a mistura ficasse transparente. Fórmula: Velocidade= concentração/tempo Como foram realizados 10 ensaios, foram obtidas 10 velocidades, uma para cada ensaio feito. V1= 0,001/418s V2=0,001/324s V3=0,001/131s V1=2,39*10-6 V2=3,08*10-6 V3=7,63*10-6 V4=0,001/119s V5=0,001/186s V6=0,002/501s V4=8,40*10-6 V5=5,37*10-6 V6=3,99*10-6 V7=0,003/685s V8=0,001/717s V9=0,001/64s V7=4,37*10-6 V8=1,39*10-6 V9=1,56*10-5 V10=0,001/22s V10=4,54*10-5 Tabela montada a partir dos dados coletados durante o experimento. Após isso, calculou-se as ordens de reação a partir das velocidades obtidas anteriormente: Ensaio Sol. Acetona (mL) Sol. HCl (mL) Água dest. (mL) Sol. Iodo (mL) Temperatura (°C) Tempo (segundos) 1 2,00 2,00 4,00 2,00 28 418 2 4,00 2,00 2,00 2,00 28 324 3 6,00 2,00 - 2,00 28 131 4 2,00 4,00 2,00 2,00 28 119 5 2,00 6,00 - 2,00 28 186 6 2,00 2,00 2,00 4,00 28 501 7 2,00 2,00 - 6,00 28 685 8 2,00 2,00 4,00 2,00 18 717 9 2,00 2,00 4,00 2,00 38 64 10 2,00 2,00 4,00 2,00 48 22 Ordem de reação a A partir dos ensaios 1,2 e 3: 1 e 2: Divide-se uma equação pela outra e depois aplica os valores a fórmula do ln. 2,39*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,001]c 3,08*10-6=k[1,6]a*[0,2]b*[0,001]c 0,77 0,5 a=ln(0,77)/ln(0,5) a=0,37 1 e 3: 2,39*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,001]c 7,63*10-6=k[2,4]a*[0,2]b*[0,001]c 0,31 0,33 a=ln(0,31)/ln(0,33) a=1,05 2 e 3: 3,08*10-6=k[1,6]a*[0,2]b*[0,001]c 7,63*10-6=k[2,4]a*[0,2]b*[0,001]c 0,4 0,66 a=ln(0,4)/ln(0,66) a=2,2 média dos valores: 0,37+1,05+2,2/3 a=1,2 Ordem de Reação b A partir dos ensaios 1,4 e 5: 1 e 4: 2,39*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,001]c 8,40*10-6=k[0,8]a*[0,4]b*[0,001]c 0,28 0,5 b=ln(0,28)/ln(0,5) b=1,83 1 e 5: 2,39*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,001]c 5,37*10-6=k[0,8]a*[0,6]b*[0,001]c 0,44 0,33 b=ln(0,44)/ln(0,33) b=0,74 4 e 5: 8,40*10-6=k[0,8]a*[0,4]b*[0,001]c 5,37*10-6=k[0,8]a*[0,6]b*[0,001]c 1,56 0,66 b=ln(1,56)/ln(0,66) b=1,07 média dos valores: 1,83+0,74+1,07/3 b=1,21 Ordem de Reação c A partir dos ensaios 1,6 e 7: 1 e 6: 2,39*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,001]c 3,99*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,002]c 0,59 0,5 c=ln(0,59)/ln(0,5) c=0,76 1 e 7: 2,39*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,001]c 4,37*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,003]c 0,54 0,33 c=ln(0,54)/ln(0,33) c=0,55 6 e 7: 3,99*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,002]c 4,37*10-6=k[0,8]a*[0,2]b*[0,003]c 0,91 0,66 c=ln(0,91)/ln(0,66) c=0,22 média dos valores: 0,76+0,55+0,22/3 c=0,51 Dessa forma, os valores das concentrações, velocidades e ordens de reação foram calculados, restando somente determinar o valor da costante k à temperatura ambiente. Essa constante será definida pelo cálculo do k de três ensaios distintos e fazendo a média entre os resultados obtidos. Ensaio 1: 2,39*10-6=K1[0,8]1,2*[0,2]1,21*[0,001]0,51 K1=2,39*10-6/3,22*10-3 K1=7,42*10-4 Ensaio 4: 8,40*10-6=K4[0,8]1,2*[0,4]1,21*[0,001]0,51 K4=8,40*10-6/7,45*10-3 K4=1,12*10-3 Ensaio 7: 4,37*10-6=K7[0,8]1,2*[0,4]1,21*[0,003]0,51 K7=4,37*10-6/5,64*10-3 K7=7,74*10-4 Média dos valores: 7,42*10-4 + 1,12*10-3 + 7,74*10-4/3 K=8,78*10-4 Com isso, determinou-se a constante K a partir de todos os dados obtidosao longo dos cálculos. Conclusões: Com a realização desse experimento foi possível concluir que fatores externos e internos como temperatura e concentração dos reagentes podem alterar diretamente a velocidade de uma reação química. Questões: 1ª O que é velocidade de reação? Como o próprio nome diz, é a velocidade x de uma reação que possui temperatura e concentração bem definidas, uma vez que, qualquer alteração nesses fatores pode alterar a velocidade. 2ª O que é ordem de uma reação? É a relação matemática que existe entre a velocidade e a concentração dos reagentes. 3ª O que é constante de reação? É um valor que relaciona as concentrações das espécies reagentes e do produto no momento em que ocorre o equilíbrio. Referências bibliográficas: 1- B. M. Mahan e R. J. Myers - Química - Um Curso Universitário. 2- J. B. Russel - Química Geral.
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