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1 Andressa Andrade de Oliveira Jonatas Machado Oliveira Julia Hana Conceição de Souza Michele Dias Rodrigues Yan Resende Silva Relatório Cinética Quimica Santa Inês – BA Novembro de 2018 2 Andressa Andrade de Oliveira Jonatas Machado Oliveira Julia Hana Conceição de Souza Michele Dias Rodrigues Yan Resende Silva Cinética Quimica Santa Inês – BA Novembro de 2018 Relatório apresentado como requisito parcial para obtenção de nota do II Trimestre na disciplina de Química do Curso Técnico em Zootecnia do 2ºAno D,no Instituto Federal Campus Santa Inês. Experimento realizado em 12 de novembro de 2018 ,solicitado pelo Prof. Luciano Souza. 3 Sumário 1. Introdução ..................................................................................................... 4 2. Objetivo ......................................................................................................... 5 3. Materiais e Reagentes .................................................................................. 5 4. Procedimentos Experimentais .................................................................... 6 4.1. Experimento 01: Efeito temperatura ......................................................... 6 4.2. Experimento 02: Efeito concentração ...................................................... 6 4.3. Experimento 03: Superfície de contato .................................................... 6 4.4. Experimento 04: Efeito do sulfato de cobre em ferro ............................... 6 5. Resultados e Discussão .............................................................................. 7 5.1. Procedimento 01: Efeito temperatura ....................................................... 7 5.2. Procedimento 02: Efeito concentração .................................................... 8 5.3. Procedimento 03: Superfície de contato .................................................. 9 5.4. Procedimento 04: Efeito do sulfato de cobre em ferro .......................... 10 6. Conclusão ................................................................................................... 11 7. Referências bibliográficas ......................................................................... 12 4 1. Introdução As reações químicas têm permitido à humanidade resolverem muitas das questões que a desafiam. No entanto, para que isso fosse possível, foi necessário aprender como alterar a velocidade das reações seja acelerando as excessivamente lentas ou retardando as muito rápidas. O conhecimento e o estudo da velocidade das reações químicas, além de ser muito importante para a indústria, também está relacionado ao nosso cotidiano. Por exemplo, quando guardamos alimentos na geladeira para retardar as reações que levam às suas decomposições ou usamos uma panela de pressão para aumentar a velocidade_de_cozimento_dos alimentos. Uma reação química é um rearranjo de átomos provocado pelas colisões (choques) entre as partículas dos reagentes. Para que ocorra uma reação química duas condições são necessárias: Haver afinidade entre as substâncias; Haver colisões entre as moléculas dos reagentes que levam a quebra de suas ligações para formação de novas ligações (rearranjo dos átomos dos reagentes para formação dos produtos). Alguns fatores alteram a freqüência de colisão entre os reagentes de uma reação química, aumentando ou diminuindo a velocidade com que ela ocorre. Tais fatores podem ser: Temperatura; Pressão; Concentração de reagentes; Superfície de contato; Catalisador ou inibidor. Assim, algumas reações são extremamente rápidas como a reação de combustão instantânea entre os gases hidrogênio, na propulsão dos ônibus espaciais enquanto que outras extremamente lentas como fermentação do suco de uva na produção de vinho, podendo demorar meses para ocorrer. 5 2. Objetivo Este relatório tem como objetivo denotar a influência de alguns fatores na velocidade das reações quimicas como: Temperatura, superfície de contato e concentração. 3. Materiais e Reagentes Materiais: Tubo de ensaio; Béquer; Proveta; Termômetro; Cronômetro Palha de aço; Prego; Pipeta; Reagentes: Água oxigenada (H2O2) Vitamina C (C6H8O6) Tintura de Iodo (I2) Sulfato de Cobre (CuSO4 ) Comprimido efervescente (Sonrisal) Iodeto de Potássio (KI) Amido de milho (C6H10O5) . 6 4. Procedimentos Experimentais Experimento 01: Efeito temperatura Colocou-se 3 mL de água oxigenada em três tubos de ensaio, um esfriado a 20°C, outro aquecido a 40°C e o terceiro aquecido a 60°C. Colocou-se 5 gotas de iodeto de potássio nos três tubos. Experimento 02: Efeito concentração Em um béquer, colocou-se 1 comprimido de vitamina C e 50 mL de água; Enumerou-se 3 béqueres e adicionou-se 30mL de água e 10 gotas de tintura de iodo; No béquer 1 adicionou-se 9 gotas da solução preparada de vitamina C, no béquer 2 adicionou-se 10 gotas da solução de Vitamina C e no béquer 3 adicionou-se 11 gotas de vitamina C; Preparou-se 3 soluções contendo 10 mL de amido com 10 mL de água oxigenada a 10%. Ao mesmo instante, adicionou-se a solução nos respectivos béqueres. Experimento 03: Superfície de contato Colocou-se 20 mL de água previamente aquecida em um béquer de 50 mL. Colocou-se 25 mL de água gelada em outro béquer de 50 mL. Adicionou-se ½ comprimido efervescente (Sonrisal) em cada béquer, ao mesmo tempo; Em dois béqueres colocou-se 25 mL de água em cada. No primeiro colocou-se ½ comprimido inteiro, no segundo colocou-se ½ comprimido pulverizado. Experimento 04: Efeito do sulfato de cobre em ferro Colocou-se 5 mL de solução de CuSO4 em dois tubos de ensaio; Adicionou-se um pequeno pedaço de palha de aço (Bombril) em um tubo de ensaio e no outro adicionou-se um prego. 7 5. Resultados e Discussão Procedimento 01: Efeito temperatura Tubo 01: Quando colocado o iodeto de potássio na agua oxigenada vol.40 a 20°C, identificou-se leves borbulhas no meio líquido, sendo esta a menos expressiva dentre as reações. Tubo 02: Quando colocado o iodeto de potássio na agua oxigenada vol.40 a 40°C, houve borbulhas do meio liquido até a metade do tubo, sendo esta a mais moderada dentre reações. Tubo 03: Quando colocado o iodeto de potássio na agua oxigenada vol.40 a 60°, identificou-se borbulhas expressivas, sendo esta a mais sobressalente dentre as reações. A reação de decomposição da água oxigenada ocorre lentamente à temperatura ambiente: 2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l) + O2 (g) A adição do catalisador iodeto de potássio altera o caminho da reação: H2O2 (aq) + I- (aq) → H2O(l) + IO- (aq) H2O2 (aq) + IO- (aq) → H2O (l) + O2 (g) + I- (aq) Nesta situação, a produção de oxigênio é mais rápida. A espuma é constituída de bolhas de oxigênio envolvidas por uma camada de líquido. Assim, quanto mais aquecida for a solução de água oxigenada, mais oxigênio será produzido e maior será o volume de espuma,orientando-se do mais frio ao mais quente, respectivamente. Imagem 1. Imagem 2. 8 Procedimento 02: Efeito concentração Béquer 01: Quando colocadas 9 gotas da solução de vitamina C e 10 gotas de tintura de iodo, notou-se que a solução professou uma tonalidade esbranquiçada, sendo esta a mais lenta dentre as reações, levando 1min.30seg. para manifestar uma coloração escura; Béquer 02: Quando colocadas 10 gotas da solução de vitamina C e 10 gotas de tintura de iodo, notou-se que a solução professou uma tonalidade esbranquiçada, levando 1min.15seg. para manifestar coloração escura; Béquer 03: Quando colocadas 11 gotas da solução de vitamina C e 10 gotas de tintura de iodo, notou-se que a solução professou uma tonalidade esbranquiçada, sendo esta a mais rápida dentre as reações, levando 1 minuto para manifestar uma coloração escura. Graças à propriedade antioxidante, a vitamina C (C6H8O6) promove a redução do iodo a iodeto, que em solução aquosa e na ausência de metais pesados é incolor. C6H8O6 + I2 → C6H6O6 + 2 I - + 2 H+ Através destas equações é possível observar que um mol de iodo reage com um mol de ácido ascórbico (Vitamina C) e quando todo ácido ascórbico presente nas amostras é consumido,reagindo assim, com o amido formando um composto castanho escuro.Visto que, quanto mais gotas de Vitamina C, mais rápida sera a reação. Imagem 3. Imagem 4. I- + I2 + Amido → Amido I3 – 9 Procedimento 03: Superfície de contato Béquer 01: Quando colocado ½ do comprimido efervescente (Sonrisal) na água gelada, cronometrou-se o tempo de ração de: 1min.20seg. para se dissolver completamente. Béquer 02: Quando colocado ½ do comprimido efervescente (Sonrisal) na água gelada, cronometrou-se o tempo de ração de: 52seg. para se dissolver completamente. Notou-se que a temperatura afetou a velocidade da reação.O béquer 01 que continha água gelada, o comprimido efervescente se dissolveu lentamente, e no béquer 02 que continha água quente, o comprimido efervescente se dissolveu mais rapidamente, devido ao aumento da energia cinética das moléculas. À medida que as moléculas se movem com mais velocidade, elas se chocam com mais frequência e também com energia mais alta, levando ao aumento da velocidade. Béquer 03: Quando colocado ½ do comprimido inteiro na água em temperatura ambiente, cronometrou-se o tempo de ração de: 1min.09seg. para se dissolver completamente; Béquer 04: Quando colocado ½ do comprimido pulverizado na água em temperatura ambiente, cronometrou-se o tempo de ração de: 47seg. para se dissolver completamente; Ao adicionarmos a mesma quantidade de comprimido inteiro e triturado aos 2 béqueres, vimos que a reação mais rapida estava no comprimido triturado. A dissolução ocorre mais rapidamente quando há maior superfície de contato entre o sólido e o líquido. A velocidade da reação é proporcional à velocidade da dissolução do comprimido, pois quanto mais rápida a dissolução, mais rapidamente os reagentes se tornam disponíveis para reagir. Então, com o comprimido triturado temos maior superfície de contato e maior interação. NaHCO3 + H2O ---> NaOH + CO2 + H2O 5. Imagem 5. Imagem 6. 10 Procedimento 04: Efeito do sulfato de cobre em ferro Tubo 01: Quando colocado o pedaço da palha de aço (Bombril) em 5 mL de solução de CuSO4, observou-se que o tempo de ração foi de: 47seg. Tubo 02: Quando colocado o prego em 5 mL de solução de CuSO4, observou-se que o tempo de ração foi de: 1min.37seg. A área da superfície de contato influenciou a velocidade da reação, visto que, quanto mais rápido as moléculas de chocam, mais rapidamente elas reagem. Tratando-se de reagentes em fases diferentes, como no caso do experimento, a reação está limitada à área de contato, logo, reações envolvendo sólidos tendem a prosseguir mais rapidamente se a área superficial do sólido for aumentada. Devido a este fator, no tubo de ensaio 01, houve uma oxidação mais rápida,devido ao sulfato de cobre na solução, agindo como o catalizador, aumentando a velocidade da reação. Foram observadas: a oxidação do ferro e redução do cobre: 2 Fe(s) + 3 CuSO4(aq) → 3 Cu(s) + Fe2(SO4)3(aq) Imagem 7. 11 6. Conclusão Os experimentos realizados mostram que as reações químicas podem ter diferentes tipos de velocidade. Podendo existir fatores que podem acelerar a velocidade de uma reação como: a concentração dos reagentes, temperatura na qual a reação ocorre e a presença de catalisadores, dentre outros fatores. No caso da concentração, com o seu aumento nos reagentes o números de colisões eficazes aumenta tendo consequentemente a velocidade da reação também aumentada. Já a temperatura, pode-se concluir que seu aumento/diminuição é proporcional ao aumento/ diminuição de velocidade. O catalisador aumentou a velocidade da reação, diminuindo a energia de ativação, sem que ele sofresse uma variação química permanente no processo. Ao término deste relatório, conclui-se que seu objetivo foi alcançado, e que os resultados obtidos são satisfatórios e corroboram com a teoria abordada em sala. 12 7. Referências bibliográficas JARDIM, Fernando – Minas Gerais. site: Ponto Ciência. Disponível em: http://www.pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/decompondo-em- espuma/452 (Acessado em 13 de novembro de 2018 às 22:36) HONDA, Ricardo - Determinação do teor de vitamina C em alimentos, disponivel em: http://professorh9.dominiotemporario.com/doc/Experimento_- _Determinacao_do_teor_de_vitamina_C_em_alimentos.pdf (Acessado em 13 de novembro de 2018 às 22:39) SILVA,S.L.A;FERREIRA,G.L;Silva, Roeberto - N° 2, NOVEMBRO 1995. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/exper1.pdf (Acessado em 14 de novembro de 2018 às 22:36) CARDOSO, Mayara- Efervescencia . Site: InfoEscola. disponpivel em: https://www.infoescola.com/quimica/efervescencia/ (Acessado em 14 de novembro de 2018 às 22:36) DUTRA, Nathália - Fatores que influenciam as reações químicas. Site: Educação Química. Disponível em: http://educacao.globo.com/quimica/assunto/cinetica-quimica/fatores-que- influenciam-reacoes-quimicas.html (Acessado em 19 de novembro de 2018 às 21:02) Fatores que alteram a velocidade das reações químicas Site: SóQ. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2018. Disponível em: http://www.soq.com.br/conteudos/em/cineticaquimica/p5.php (Acessado em 20 de novembro de 2018 às 20:40) MARCO,J.A; Cinética Básica, 2009. Disponível em:http://www.marco.eng.br/cinetica/trabalhodealunos/CineticaBasica/influenci a.html (Acessado em 22 de novembro de 2018 às 23:56) O Iodo permite detectar presença de Amido, 2011. Disponível em : http://umaquimicairresistivel.blogspot.com.br/2011/06/o-iodo-permite-detectar- presenca-de.html (Acessado em 1° de dezembro de 2018 às 00:12) ALVESL.; Cinética Química. 2014. Disponível em :http://m.brasilescola.com/quimica/cinetica-quimica.htm. (Acessado em 02 de dezembro de 2018 às 22:36)
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