VELOCIDADES DAS REAÇÕES QUÍMICAS

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UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ
ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E AMBIENTAIS
ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II
VELOCIDADES DAS REAÇÕES QUÍMICAS
ACADÊMICOS:
Agatha Welter dos Santos
Lucas Gris Dallelaste
Tassiane Rodrigues
PROFESSORA:
Jaqueline Scapinello
12 de novembro de 2018
INTRODUÇÃO
Cinética química é a subdivisão da química geral que tem por objetivo estudar a velocidade das reações químicas e todos os fatores que possam influenciar na sua rapidez. A cinética de uma reação é a medida do tempo em que se formam os produtos e se consomem os reagentes. 
Uma reação química ocorre quando uma ou mais substâncias sofrem transformações em relação ao seu estado inicial. Para que isso aconteça, as ligações entre átomos e moléculas devem ser rompidas e restabelecidas de outra forma. Para cada reação química existe uma velocidade diferente, já que, não há uma velocidade padrão entre elas. Alguma podem demorar frações de segundos enquanto outras podem demorar minutos, horas, dias ou até anos.
As variações de velocidade podem ocorrer por conta de vários fatores, como por exemplo os reagentes utilizados, sua concentração, temperatura, luz, a presença ou ausência de catalisadores, onde a reação é executada e diversos outros. Esses fatores podem acelerar ou retardar a velocidade.
O estudo da cinética química, além de ser muito importante para a caracterização dos mecanismos envolvidos na degradação de substâncias é também necessário para calcular a estabilidade e prazos de validade de alimentos, o que está muito presente no dia-a-dia dos profissionais de engenharia química e/ou alimentos.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
	Para a realização da aula prática foram necessários:
8 tubos de ensaio;
cronômetro;
conta-gotas;
2 pipetas;
bacia com água e gelo;
bacia com água quente;
KI 0,10M;
Na2S2O3 0,005M em solução de amido 0,48%;
KCl 0,10M;
K2SO4 0,050M;
CuSO4 0,10M;
K2S2O8 0,05M.
Os tubos de ensaio foram enumerados de 1 a 8 e neles também foram colocadas quantidades indicadas de cada uma das substâncias como informa a tabela abaixo:
	As corridas foram realizadas uma por vez. Após todas as substâncias serem adicionadas, o cronômetro era ativado e quando uma cor azulada começava a aparecer ele era desativado, o tempo e a temperatura eram anotados em uma tabela de dados. O procedimento foi o mesmo em todas as 8 corridas cinéticas. 
	As corridas de 1 a 6 foram realizadas em temperatura ambiente, a corrida 7 em banho-maria e a número 8 em banho de gelo. A corrida número 6 contou com o sulfato de cobre (CuSO4) que agiu como um catalisador. As soluções de KCl e K2SO4 foram usadas com o propósito de não afetar a reação, mantendo a mesma força iônica e o mesmo volume, permitindo assim o uso de quantidades diferentes de reagentes (KI e K2S2O8). O tiossulfato de sódio (Na2S2O3) foi utilizado como um indicador que permitiu determinar o tempo necessário para uma mesma quantidade de produto se formar em cada uma das corridas cinéticas.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
	A aula prática nos permitiu estudar a velocidade de reação entre dois reagentes, KI 0,10M e K2S2O8 0,05M. A equação da experiência se dá por:
	2I- + S2O8-2 → I2 + 2SO4-2
A reação acima requer a colisão de 3 íons, sabendo que reações que envolvem mais que dois íons ocorrem em duas ou mais etapas, temos uma possível sequência:
I- + S2O8-2 → SO4-2 + SO4I-
SO4I- + I → SO4-2 + I2 
Segue abaixo tabela de dados obtidos durante a aula prática:
	Corrida Cinética
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	Temperatura (ºC)
	22
	22
	22
	22
	22
	22
	49
	9
	Tempo (segundos)
	183
	343
	692
	319
	1087
	09
	31
	428
	Velocidade (1/seg.)
	0,0055
	0,0029
	0,0014
	0,0031
	0,0009
	0,1111
	0,0322
	0,0023
A corrida número 1 foi utilizada como base para comparação com as demais corridas.
As corridas número 7 e 8 foram realizadas com a mesma composição da corrida 1, porém, em temperaturas diferentes. Como o esperado, a corrida 7 levou um tempo menor que a corrida base e a corrida 8 levou um tempo maior que a corrida base. A explicação se dá obviamente pela temperatura, já que, quanto maior a temperatura maior a velocidade cinética média das moléculas, sendo assim, os “choques” entre as moléculas que realizam a reação ocorrem mais facilmente. O inverso acontece quando a temperatura é diminuída, logo, a velocidade cinética média das moléculas diminui, diminuindo também o fluxo de “choques” entre as moléculas, fazendo com que a reação ocorra em maior tempo.
A corrida número 6 também foi realizada com a mesma composição que a corrida base, mas, a corrida 6 contou também com um catalisador. O catalisador, por sua vez, deve acelerar a velocidade da reação, o que conseguimos observar na aula prática, já que a corrida número 6 foi ≅ 20 vezes mais rápida que a corrida base.
A concentração dos reagentes também influencia diretamente na velocidade da reação, as corridas de 1 a 5 foram utilizadas para o estudo da variação da velocidade pela concentração de reagentes. De acordo com os dados obtidos em laboratório pode-se perceber que a velocidade será mais rápida quando a quantidade de reagentes forem proporcionais. Dentre as corridas realizadas para esse fim, a corrida número 1 foi a mais rápida, já que era composta pela mesma quantidade de reagentes (5ml de cada). Por outro lado, na corrida número 5, foram utilizadas 5ml de KI e apenas 1ml de K2S2O8, o que ocasionou uma velocidade cerca de 6 vezes mais lenta do que a velocidade registrada na corrida número 1.
4. CONCLUSÃO
	A aula prática permitiu um maior e mais eficaz entendimento do que apenas teoria explicada em sala de aula sobre velocidade cinética. Sendo assim, importantíssima para a evolução racional dentro dos assuntos estudados na matéria.
A velocidade de uma reação é dada pela rapidez do consumo de reagentes e formação de produtos e a mesma pode ser influenciada por vários fatores, tais como, temperatura, concentração, a presença ou ausência de catalisadores, pressão, luz, dentre vários outros. Todos eles podem acelerar ou retardar a velocidade de uma reação. 
	A corrida realizada em menor tempo, contou com o auxílio de um catalisador e teve uma velocidade de 0,1111. Já, a mais lenta, foi a corrida de número 5, que foi composta por uma quantidade 5 vezes maior de KI do que de K2S2O8, o que comprovou que quanto menor a quantidade de reagentes, menor também a velocidade da reação, que por sua vez teve uma velocidade de 0,0009.
5. REFERÊNCIAS
PAULA, Camila. O que é Cinética Química? 2017. Disponível em: <https://descomplica.com.br/blog/quimica/resumo-qui/resumo-cinetica-quimica/>. Acesso em: 10 nov. 2018.
LAIDLER, Keith J.. Chemical kinetics. Disponível em: <https://www.britannica.com/science/chemical-kinetics>. Acesso em: 9 nov. 2018.
KHAN ACADEMY. Cinética. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/chem-kinetics>. Acesso em: 10 nov. 2018.
6. PRÉ-LABORATÓRIO
	A fase de pré-laboratório utilizada nesta aula prática é de grande importância, pois visa a obtenção de conhecimentos básicos sobre algumas expressões utilizadas na química, as quais são de grande importância para a compreensão da aula. Sendo assim, foram selecionados alguns termos de relevância para o entendimento da prática.
	Catalisador: é uma substância utilizada em uma reação química que não participa da reação, ela apenas é usado para aumentar a velocidade desta sem alterar a quantidade dos produtos, ele faz isso diminuindo a energia de ativação.
	Energia de ativação: É a energia mínima que os reagentes de uma reação precisam para que ela seja iniciada, assim quanto menor for a sua energia de ativação mais rápido se dará a reação, caso tenha uma energia de ativação muito alta a equação irá demorar mais tempo para formar os produtos.
	Reação unimolecular: Na sua etapa elementar tem apenas uma molécula, assim sendo uma reação com apenas uma molécula, essa moléculaela pode se dissociar ou isomerizar para ter a criação de um produto.
	Cinética: A cinética é a área da química onde é estudado a velocidade das reações e os fatores como o estado dos reagentes, a temperatura, a presença ou ausência de catalisadores, entre outros que possa alterar a velocidade da reação fazendo com que ela se torne mais rápida ou mais lenta.
	Reação de primeira ordem: É aquela reação em que a sua velocidade está diretamente ligada à concentração dos reagentes, como é possível observar no gráfico a seguir:
	Reação bimolecular: Na sua etapa elementar se encontram duas molécula, assim participando duas moléculas da reação para a formação de um produto.
	Reação elementar: É aquela que ocorre em uma única etapa, ela tenta representar exatamente o que os átomos e os elétrons estão fazendo durante uma reação, nas reações elementares é possível ver a ordem da reação pelo seu coeficiente estequiométrico.
	Reação total: É uma reação a qual todos os reagentes formam o produto pois não ocorre excesso de nenhum dos reagentes.
7. QUESTIONÁRIO
A velocidade da reação é proporcional a concentração de I-? Explique sua resposta.
	Sim, pois se a concentração de I- for dobrada, a velocidade também será.
A velocidade da reação é proporcional a concentração de S2O8-2? Explique sua resposta.
Sim, pois se a concentração de S2O8-2 for dobrada, a velocidade também será.
Escreva as prováveis etapas e a expressão da velocidade.
I- + S2O8-2 → SO4-2 + SO4I-
SO4I- + I- → SO4-2 + I2
Podemos considerar a regra “a velocidade de uma reação dobra para cada aumento de 10ºC da temperatura”, correta para esta experiência?
Sim, pois quando comparamos a primeira corrida com a corrida número 7 há uma variação de temperatura de 27ºC, logo a velocidade da corrida 7 deve ser 5,4 vezes maior que a corrida base, o que se concretiza, já que a velocidade deveria ser aproximadamente 0,0297, e a velocidade registrada foi de 0,0322.
O catalisador teve um efeito significante na velocidade da reação?
Sim. A velocidade utilizando o catalisador foi 20 vezes maior.
6. Na reação hipotética na qual a etapa determinante da velocidade é:
 A + 2B → C + D. Qual será o efeito sobre a velocidade da reação:
quando se duplica a concentração de A.
A velocidade será 2 vezes mais rápida
quando se duplica a concentração de B.
	A velocidade será 4 vezes mais rápida.