CINÉTICA DA HIDRÓLISE DE UM ÉSTER INVESTIGAÇÃO DA CINÉTICA DE HIDRÓLISE DO ACETATO DE ETILA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
IQB - INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA 
 
FRANCIELE MARIA RODRIGUES DIAS 
SAMARA FARIAS DE MELO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FISICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
CINÉTICA DA HIDRÓLISE DE UM ÉSTER – INVESTIGAÇÃO DA CINÉTICA DE 
HIDRÓLISE DO ACETATO DE ETILA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MACEIÓ – AL 
7 DE JUNHO DE 2019 
 
 
 
 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
IQB - INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA 
 
FRANCIELE MARIA RODRIGUES DIAS 
SAMARA FARIAS DE MELO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FISICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
CINÉTICA DA HIDRÓLISE DE UM ÉSTER – INVESTIGAÇÃO DA CINÉTICA DE 
HIDRÓLISE DO ACETATO DE ETILA 
 
 
Relatório solicitado pela Profª Dra. 
Carmem Lúcia de Paiva para obtenção de 
nota referente à 1ª avaliação bimestral na 
disciplina de físico-química experimental. 
 
 
 
 
 
MACEIÓ – AL 
7 DE JUNHO DE 2019 
 
 
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SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO_______________________________________________4 
2. OBJETIVO__________________________________________________5 
3. MATERIAIS E REAGENTES____________________________________6 
4. PROCEDIMENTO_____________________________________________6 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES_________________________________7 
6. CONCLUSÃO_______________________________________________11 
7. REFERÊNCIAS______________________________________________12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Introdução 
 
A cinética química é o ramo da química que estuda a velocidade de uma reação. 
(SILVA, Glauber). Nesse sentido, estudar a velocidade de uma reação é importante 
porque nos permite saber o quão rápido essa reação está atingindo o seu equilíbrio. 
Muitas reações atingem o equilíbrio em minutos ou horas, e é possível aproveitar 
várias técnicas para determinar a variação da sua concentração. (Atkins, 2002). Com 
respeito à projeção da cinética química no dia a dia e no ambiente, existem vários 
segmentos que ilustram a sua contribuição em processos industriais em distintas 
direções tais como, a obtenção de produtos químicos, medicamentos, a melhoria do 
rendimento com a consequente redução dos custos. (Pitombo,1974). 
Podemos determinar a velocidade de uma reação experimentalmente, 
observando a variação da composição de um sistema em determinada temperatura. 
Se considerarmos uma reação da forma: 
 
A + B → C 
 
De modo que em um dado instante 𝑡0, as concentrações dos componentes do sistema 
sejam [A], [B] e [C]. (Atkins, 2002). A medida da velocidade da reação é a medida da 
velocidade de formação ou consumo de uma espécie, assim a velocidade de consumo 
do reagente A é: 
 
𝑣𝐴 = −
𝑑[𝐴]
𝑑𝑡
 
E a velocidade de formação do produto C é: 
 
𝑣𝐶 = 
𝑑[𝐶]
𝑑𝑡
 
Para encontramos a velocidade de reação, relacionamos as concentrações de 
suas espécies em um determinado tempo. 
 
𝑣 = 𝑘[𝐴]𝑎[𝐵]𝑏 
 
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 Os expoentes a e b representam a ordem parcial de uma reação e a soma 
desses expoentes representa a ordem global da reação. (Atkins, 2002). A ordem da 
reação em relação a um reagente indica a dependência que existe entre a 
concentração desse reagente e a velocidade da reação global. (BRASIL ESCOLA). 
 
À medida que a reação acontece, a concentração dos reagentes e dos produtos 
varia. Logo, faz-se necessária a aplicação de uma técnica para descobrirmos a 
concentração destes com a variação do tempo. A titulação volumétrica é uma das 
técnicas de laboratório mais utilizadas quando se quer determinar a concentração de 
uma solução. Isso é feito por meio da reação dessa solução com outra de 
concentração conhecida. O volume de ambas é determinado experimentalmente. 
(MANUAL QUÍMICA). 
Em um dado tempo, a reação atinge o seu tempo de meia-vida, que 
corresponde ao tempo em que a concentração de um reagente leva para diminuir à 
metade do seu valor inicial. Para um processo de primeira ordem a meia vida pode 
ser calculada de acordo com a seguinte equação: 
 
𝑡1/2 =
𝑙𝑛 (
1
2)
𝑘
 
 
2. Objetivos 
 
Determinar a constante de velocidade da hidrólise do acetato de etila, à 25°C 
(ou temperatura ambiente), catalisada por ácido clorídrico, bem como o tempo de meia 
vida da reação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
3. Materiais e reagentes 
 
Materiais Reagentes 
 Erlenmeyers (250 mL); 
 Proveta (100 mL); 
 Bureta (50 mL); 
 Pipeta (5,0 mL volumétrica); 
 Suporte e garra para bureta; 
 Becker; 
 Pisseta. 
 HCl 1,00 mol.L-1; 
 NaOH 0,400 mol.L-1; 
 Acetato de Etila; 
 Solução fenolftaleína; 
 Gelo moído ou em pequenos 
cubos (de água destilada pH 
neutro); 
 
 
4. Procedimento experimental 
 
a. Medir com a proveta, 100 mL de HCl 1,0 mol.L-1 e transferí-lo para um 
erlenmeyer (A). Tampar o erlenmeyer e aguardar até entrar em equilíbrio térmico com 
o ambiente. 
b. Num outro erlenmeyer (B) colocar 10,0 mL de acetato de etila, medidos com 
pipeta. Aguarde alguns minutos para que o equilíbrio térmico seja alcançado. 
c. Em um 3º erlenmeyer (C), colocar cerca de 20 mL de gelo moído ou em cubos, 
após adicione 3-5 gotas fenolftaleína. 
d. Misturar o conteúdo de (A) ao erlenmeyer (B) ao mesmo tempo que dispara o 
cronômetro ou anota a hora da mistura (tempo zero). Deixar o erlenmeyer com a 
solução final tampado com a rolha ou papel alumínio. 
e. Sem perda de tempo, com pipeta limpa e seca, pipetar 5,0 mL da solução 
resultante de (A+B) e transferir para o erlenmeyer contendo gelo e fenolftaleína. 
Anotar o instante em que fez a transferência, mas não pare o cronômetro. Titular a 
solução e anotar o volume gasto de NaOH. 
f. Dez minutos após a 1ª titulação, repetir as operações do ítem anterior, titulando 
outros 5,0 mL da solução. Não esqueça de anotar o instante t da transferência, sempre 
contando em relação ao tempo zero. 
g. Repetir as operações anteriores por mais 5 vezes, com intervalos de 10 min. 
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h. Observação: Para o cálculo de a, anotar a densidade e título (%) do acetato de 
etila usado (vide no rótulo do frasco). 
 
5. Resultados e discussões 
 
Para determinação da constante de velocidade e do tempo de meia-vida da 
reação, foram necessários cálculos matemáticos para encontrarmos a concentração 
de acetato de etila em função do tempo. Dessa maneira, foram realizadas as seguintes 
reações. 
 
(1) H3CCOOC2H5 + H2O → H3CCOOH + C2H5OH 
(2) H3CCOOH + NaOH → C2H3NaO2+ H2O 
(3) HCl + NaOH → NaCl + H2O 
 
O ácido clorídrico (HCl) foi utilizado na reação 1 como um catalisador, com o 
intuito de aumentar a velocidade da reação. Dessa forma, ao titularmos a mistura de 
ácido clorídrico e acetato de etila (H3CCOOC2H5) com hidróxido de sódio (NaOH), 
teremos algumas observações: pelo fato do ácido clorídrico ser um ácido forte, este 
reagiu primeiro com o hidróxido de sódio, além disso, o ácido acético, que é um ácido 
fraco, este terá uma reação subsequente. Nesse sentido, analisando a reação 3 é 
possível percebermos que a reação que ocorreu entre o ácido clorídrico e o hidróxido 
de sódio é de um para um, sendo possível determinarmos o volume de ácido clorídrico 
que reagiu a partir dos seguintes cálculos: 
 
Molaridade do 
Ácido Clorídrico 
 Concentração Molar do HCl após a 
adição dos 10 mL de Acetato de Etila 
(mol/L) 
Molaridade do 
NaOH (mol/L) 
1,00 0,91 0,4 
 
 
Inicialmente descobriu-seo número de mol da base que reagiu na titulação a partir da 
seguinte equação: 
8 
 
 
n (NaOH) = M x 𝑉𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎çã𝑜 
n = número de mol de NaOH 
V = Volume utilizado na titulação 
M = Molaridade de NaOH 
 
O número de mol de HCl foi determinado a partir da seguinte equação: 
 
n(HCl) = 5 x 𝐶𝐻𝐶𝑙 
 
n = Número de mol de HCl 
C = Concentração de HCl após a adição de 10 mL de Acetato de Etila 
 
Sabendo da estequiometria da reação entre o ácido e a base, percebeu-se que 
havia um excesso no número de mol de hidróxido de sódio, que foi justamente a 
quantidade que reagiu com o ácido acético de forma subsequente, após a reação com 
o ácido. 
 
Para encontramos o excesso de hidróxido de sódio, realizamos o seguinte 
cálculo para cada um dos volumes de hidróxido de sódio: 
 
𝑛 (𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑛(𝐻𝐶𝑙) − 𝑛(𝑁𝑎𝑂𝐻) 
 
Descobrindo então a quantidade de ácido acético que reagiu com o hidróxido 
de sódio na reação. De forma análoga observando a reação 1 e sabendo da 
estequiometria da reação foi possível determinar o número de mol de acetato de etila 
que foi consumido na reação. O número de mol final de acetato de etila presente na 
reação foi calculado de acordo com a seguinte equação: 
 
 
𝑛 (𝐴𝑐𝑂𝐸𝑡) = 𝑛(𝐴𝑐𝑂𝐸𝑡) − 𝑛(𝐻𝐴𝑐) 
n(HAc) = número de mols do ácido acético 
9 
 
n(AcOEt) = número de mols de acetato de etila 
 
Dessa forma, a velocidade da reação poderá ser descrita por: 
 
𝑣 =
𝑑[𝐻3𝐶𝐶𝑂𝑂𝐶2𝐻5]
𝑑𝑡
 
 
A solução da integral correspondente, para cinética de primeira ordem é 
 
𝑙𝑛(𝑎 − 𝑥) − 𝑙𝑛(𝑎) = −𝑘𝑡 
 
Onde a é a concentração original do reagente e (a-x) representa concentração 
em qualquer tempo. Assim, a constante cinética de primeira ordem pode ser obtida 
pelo gráfico de ln [a/(a-x)] versus tempo. 
 
5.1 Gráfico 
 
Tempo (min) Volume de NaOH (mL) x (mmol) (a-x) (mmol) ln [a/(a-x)] 
5,333 11,8 0,17 4,45 0,038466 
11,75 12,6 0,49 4,13 0,113076 
26,83 14,5 1,25 3,37 0,316387 
34,83 14,6 1,29 3,33 0,328324 
60,28 16,5 2,05 2,57 0,587304 
65,43 17,3 2,37 2,25 0,720226 
 
Após o cálculo de todos os dados necessários para encontrarmos a constante 
cinética de velocidade, foi possível observar que esta reação seguiu a lei de reação 
de 1ª ordem no gráfico abaixo: 
 
10 
 
 
 
 
A partir do gráfico acima é possível obter a constante de velocidade da reação 
que será igual ao coeficiente angular da reta acima. 
 
5.2 Tempo de meia-vida da reação 
 
𝑡1/2 =
𝑙𝑛 (
1
2)
𝑘
 
 
O valor de k corresponde ao coeficiente angular da reta, neste caso, o gráfico 
de ordenada ln[a/(a-x)] e abscissa t. Dessa forma, foi possível calcularmos o tempo 
de meia vida da reação. 
 
𝑘 =
∆𝑦
∆𝑥
 
∆𝑦 = 0,720226 - 0,038466 
∆𝑥 = 65,43 − 5,333 
𝑘 =
0,720226 − 0,038466 
65,43 − 5,333
 
𝑘 = 0,01134 
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Logo, 
𝑡1/2 =
𝑙𝑛 (
1
2)
𝑘
 
 
𝑡1/2 =
𝑙𝑛 (
1
2)
0,011344
 
 
𝑡1/2 = 6,11 min 
 
 
 
6. Conclusão 
 
 Em virtude dos fatos mencionados, foi possível determinarmos a constante de 
velocidade da hidrólise do acetato de etila, catalisada por ácido clorídrico, e o tempo 
de meia vida da reação. Analisando o gráfico, foi possível perceber que a reação 
ofereceu características de 1ª ordem, ou seja, a velocidade da reação duplicou à 
medida que a concentração do reagente dobrou, um valor de regressão linear próximo 
de 1, fazendo com que os dados sejam confiáveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. Referências bibliográficas 
 
ATKINS, Peter; DE PAULA, Julio. Físico-química. Rio de Janeiro: LTC, 2002. 
 
Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reacao.htm>. 
Acesso em 07 de junho de 2019. 
 
Disponível em 
http://www.cesadufs.com.br/ORBI/public/uploadCatalago/11400916022012Cin
etica_Quimica_Aula_1.pdf>. Acesso em 07 de junho de 2019. 
 
Disponível em <https://www.manualdaquimica.com/fisico-
quimica/titulacao.htm> 
 
Disponível em 
<https://www.if.ufrgs.br/cref/ojs/index.php/ienci/article/view/346/213>. Acesso 
em 07 de junho de 2019. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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