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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO - CAMPUS ZÉ DOCA VELOCIDADE DA REAÇÃO DHEMESON DE S. SILVA ANDRÉIA MOTA DE CARVALHO LUENY AMORIM ZÉ DOCA – MA 2013 2 DHEMESON DE S. SILVA ANDRÉIA MOTA DE CARVALHO LUENY AMORIM VELOCIDADE DA REAÇÃO Relatório apresentado como requisito parcial para obtenção de nota na disciplina de Química Geral Experimental I, no Curso de Licenciatura em Química, 1º Período noturno, do Instituto Federal do Maranhão – Campus Zé Doca. Profª. MSc. Myrna Barbosa Guimarães. ZÉ DOCA – MA 2013 3 SUMÁRIO 1 OBJETIVO.....................................................................................................................4 2 RESUMO........................................................................................................................4 3 INTRODUÇÃO..............................................................................................................4 4 PARTE EXPERIMENTAL............................................................................................5 4.1 Materiais......................................................................................................................5 4.2 Reagentes.....................................................................................................................5 4.3 Equipamentos..............................................................................................................5 4.4 Procedimentos Experimentais.....................................................................................5 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................................6 6 CONCLUSÃO................................................................................................................7 REFERÊNCIAS................................................................................................................8 4 1 OBJETIVOS Observar a velocidade de reação, usando reagentes com concentrações diferentes. Observar como a superfície de contato altera a velocidade de reação. Observar como a temperatura influência a velocidade de uma reação. 2 RESUMO Diferentes reações ocorrem com diferentes velocidades; em algumas, o consumo dos reagentes e a formação dos produtos são tão rápidos que a reação é praticamente instantânea. Diante disso está prática foi realizada no intuito de analisar a velocidade das reações e os fatores que podem influenciar em sua velocidade. Ao final pode-se observar diante dos procedimentos submetidos, como se dá o comportamento da velocidade da reação em diferentes casos. 3 INTRODUÇÃO Uma reação química ocorre quando certas substâncias sofrem transformações em relação ao seu estado inicial. Para que isso possa acontecer, as ligações entre átomos e moléculas devem ser rompidas e devem ser restabelecidas de outra maneira. Não existe uma velocidade geral para todas as reações químicas, cada uma acontece em sua velocidade específica. Algumas são lentas e outras são rápidas, como por exemplo: a oxidação (ferrugem) de um pedaço de ferro é um processo lento, pois levará algumas semanas para reagir com o oxigênio do ar. Já no caso de um palito de fósforo que acendemos, a reação de combustão do oxigênio ocorre em segundos gerando o fogo, sendo assim é uma reação rápida. A velocidade das reações químicas depende de uma série de fatores: a concentração das substâncias reagentes, a temperatura, a luz, a presença de catalisadores, superfície de contato. Esses fatores nos permitem alterar a velocidade natural de uma reação química, vejamos por que: Concentração de reagentes: Quanto maior a concentração dos reagentes, mais rápida será a reação química. Essa propriedade está relacionada com o número de colisões entre as partículas. Exemplo: uma amostra de palha de aço reage mais rápido com ácido clorídrico concentrado do que com ácido clorídrico diluído. Temperatura: De um modo geral, quanto maior a temperatura, mais rapidamente se processa a reação. Podemos acelerar uma reação lenta, submetendo os reagentes a uma temperatura mais elevada. Exemplo: se cozinharmos um alimento em panela de pressão ele cozinhará bem mais rápido, pois devido à elevação da pressão exercida sobre a superfície do líquido, a sua temperatura de ebulição irá também aumentar e será maior em relação às panelas comuns. Luz: Certas reações, as chamadas reações fotoquímicas, podem ser favorecidas e aceleradas pela incidência de luz. Trata-se de uma reação de fotólise, ou seja, da decomposição de uma substância pela ação da luz. Podemos retardar a velocidade de 5 uma reação diminuindo a quantidade de luz. Exemplo: A fotossíntese, que é o processo pelo qual as plantas convertem a energia solar em energia química, é uma reação fotoquímica. Catalisadores: São substâncias capazes de acelerar uma reação. Exemplo: alguns produtos de limpeza contêm enzimas para facilitar na remoção de sujeiras. Essas enzimas facilitam a quebra das moléculas de substâncias responsáveis pelas manchas nos tecidos. Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato dos reagentes, maior será a velocidade da reação. Exemplo: os antiácidos efervescentes quando triturados se dissolvem mais rápido em água do que em forma de comprimido inteiro, isto porque a superfície de contato fica maior para reagir com a água. 4 PARTE EXPERIMENTAL 4.1 Materiais Tubos de ensaio Béqueres Palha de aço Suporte universal Tachinha Provetas Estante para tubos de ensaio Conta-gotas Espátula Tela de amianto 4.2 Reagentes NaCl (sólido) Gelo Solução de KMnO4 acidulada 0,02 M Solução de HCl 6 mol/L Água oxigenada 20 volumes Água destilada 4.3 Equipamentos Bico de Bunsen Balança Semi-analítica 4.4 Procedimentos Experimentais O procedimento foi dividido em três etapas, descritas minuciosamente a seguir: 6 Concentração e velocidade da reação Cortou-se metade de uma palha de aço em cinco porções, com massas praticamente iguais. Colocou-se em cinco tubos de ensaio as seguintes quantidades de ácido clorídrico: 6 mol/L e quantidade suficiente de água destilada para completar 10 mL. Colocou-se, simultaneamente, as palhas de aço nos tubos de ensaio. Observou-se o ocorrido. Superfície de contato e velocidade de reação Determinou-se a massa de um prego pequeno. Colocou-se na balança pequenos chumaços de palha de aço até atingir a massa do prego. Colocou-se 30 mL de HCl 6 mol/L em dois béqueres. Introduziu-se, simultaneamente, o prego e a palha de aço em cada um dos béqueres contendo ácido clorídrico. Observou-se durante alguns minutos o que ocorria. Temperatura e velocidade de reação Colocou-se água até ¾ do volume de um béquer de 50 mL e aqueceu-se até ferver. Colocou-se água, uma espátula cheia de NaCl e gelo até ¾ do volume de um outro béquer de 50 mL. Colocou-se 3 mL de água oxigenada a 20 volumes em dois tubos de ensaio. Introduziu-se, simultaneamente, um tubo de ensaio na água gelada e outro na água quente. Observou-se o ocorrido. Adicionou-se uma gota de KMnO4 já acidulado em cada tubo de ensaio. Observou-se o ocorrido. 5 RESULTADOS E DISCUSSÃODiante do que foi realizado nesta prática experimental, pode-se observar a velocidade das reações sob a influência de alguns fatores, no qual os resultados serão descritos a seguir: Resultados do item concentração e velocidade de reação: Tabela 1 – Mundanças ocorridas de acordo com a concentração e velocidade. Tubo CHCl % (6 mol/L) Mundanças observadas 1º 10% Foi o 5º a reagir e obter desprendimento de gás. 2º 40% Foi o 4º a reagir e obter desprendimento de gás. 3º 60% Foi o 3º a reagir e obter desprendimento de gás. 4º 80% Foi o 2º a reagir e obter desprendimento de gás. 5º 100% Foi o 1º a reagir e obter desprendimento de gás. 7 Nota-se que a ordem da reação foi do de maior concentração do ácido clorídrico para o de menor concentração do mesmo ácido. Logo, a maior concentração de HCl no tubo 5 fez com que a reação acontecesse mais rápido do que nos outros tubos. Resultados do item superfície de contato e velocidade de reação: Tabela 2 – Mudanças ocorridas decorrentes da superfície de contato e velocidade. Reação Mundanças observadas HCl + palha de aço Reação mais rápida, desprendimento de gás. HCl + tachinha Reação mais lenta, não houve desprendimento de gás (visível). Resultados referentes ao item temperatura e velocidade de reação: Tabela 3 – Velocidade da reação em decorrência da temperatura. Procedimento Tubos Adição de KMnO4 Observação Água até ¾ do volume de um béquer de 50 mL e aqueceu- se até ferver. TUBO 1: 3 mL de água oxigenada a 20 volumes em dois tubos de ensaio. Este tubo foi colocado na água quente 1 gota Velocidade da reação: rápida. Água, uma espátula cheia de NaCl e gelo até ¾ do volume de um outro béquer de 50 mL. TUBO 2: 3 mL de água oxigenada a 20 volumes em dois tubos de ensaio. Este tubo foi colocado na água fria. 1 gota Velocidade da reação: lenta. Ao colocar os béqueres um na água quente e outro na água fria, não houve nenhum resultado que pudesse ser observado, mas, com a adição de uma gota de KMnO4 em cada tubo, se tornou possível observar que o tubo colcoado na água quente reagiu mais rápido do que o tubo que foi colocado na água gelada. Isso ocorre porque a temperatura é uma medida da agitação térmica das partículas que compõem uma substância. Isso significa que se aumentarmos a temperatura, a agitação das moléculas também aumentará; e o contrário também é verdadeiro: com a diminuição da temperatura, a agitação das moléculas também diminuirá. Um aumento na agitação das moléculas faz com que elas se movimentem mais rapidamente, aumentando a probabilidade de se colidirem de forma efetiva e com maior frequência. Como resultado, os reagentes atingirão mais rapidamente o complexo ativado que é o estado intermediário entre os reagentes e os produtos de uma reação. 6 CONCLUSÃO Na execução desta prática experimental pode-se notar como alguns fatores podem alterar a velocidade de uma reação dentro de um determinado experimento, logo podendo depender da temperatura, superfície de contato e concentração, como analisado nesse experimento, certo de que outros fatores também podem influenciar nessa velocidade da reação. Conclui-se portanto, que o estudo da velocidade das reações, bem como a cinética química é de suma importância para compreender o funcionamento das reações, bem como a velocidade em que elas ocorrem, diferenciando uma das outras. 8 REFERÊNCIAS _____________. Velocidade das reações químicas. Disponível em: <http://www.marco.eng.br/cinetica/trabalhodealunos/CineticaBasica/velocidade.html>. Acesso em: 03 Jun 2013. DANTAS, T. Velocidade das reações químicas. Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas.htm>. Acesso em: 03 Jun 2013.
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