relatorio- DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE VELOCIDADE DA HIDRÓLISE BÁSICA DO ACETATO DE ETILA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório de Físico-química experimental 
Experimento 8- DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE VELOCIDADE DA HIDRÓLISE BÁSICA DO 
ACETATO DE ETILA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Departamento de Química 
QMC 5453 – Laboratório de Físico-Química Experimental 
Professor: Nito Angelo Debacher 
Grupo: Christinni Venturi, Júlia Azevedo, Júlia Kinetz, Júlia Rozicki 
Florianópolis, 22 de outubro de 2019 
 
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Sumário 
1. Introdução.................................................................................................................................3 
2. Objetivo.....................................................................................................................................4 
3. Materiais e Procedimento.........................................................................................................5 
4. Resultados e Discussão..............................................................................................................6 
5. Questionario..............................................................................................................................8 
6. Conclusão................................................................................................................................11 
7. Bibliografia..............................................................................................................................12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Determinação da Constate de Velocidade de Reações Químicas 
 A constante de velocidade de uma reação é determinada pela rapidez com que se 
formam os produtos ou se consomem os reagentes. Para medi-la acompanha-se a variação da 
concentração de reagentes e/ou produtos com o tempo. A reação química que será estudada 
neste experimento é um processo de segunda ordem (a velocidade é função da concentração 
dos dois reagentes) entre o acetato de etila (éster) e o íon hidróxido, formando ácido acético e 
álcool etílico. 
 
Medidas cinéticas 
 
Onde  t é a condutância medida durante os tempos t da reação e a é a concentração 
inicial dos reagentes. Substituindo (x) na equação integrada da velocidade (Equação 4) 
obteremos a Equação 7: 
 
Com os valores de condutividade em vários tempos da reação a constante de 
velocidade, k, pode ser determinada graficamente como indicado abaixo usando a equação 7 
onde pela equação da reta y = ax +b: 
 
Velocidade de reação e Temperatura 
A dependência da temperatura com a constante de velocidade k para uma reação 
química, pode ser relacionada com energia de ativação para a formação do complexo ativado, 
usando a equação de Arrhenius: 
 
Onde k a constante de velocidade, Ea é a energia de ativação R é a constante dos gases 
(1,987 cal mol-1 K -1 ou 8,314 J mol-1 K -1 ), T a temperatura em Kelvin e A constante de 
Arrhenius, A = número de colisões efetivas entre as moléculas por tempo. Obs: ln é o logaritmo 
natural. 
O mais correto é fazer medidas de velocidade em, no mínimo, três temperaturas 
diferentes de formas a calcular o valor da energia de ativação (Ea) via gráfico, uma vez que a 
Equação 9 é uma equação de reta. 
Para efeito de estimativa do valor da energia de ativação pode-se também usar a 
equação 10, onde, k1 e k2 são as constantes de velocidade nas temperaturas absolutas T1 e T2 
respectivamente, e R é a constante universal dos gases. 
 
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2. Objetivos 
 
Acompanhar o desenrolar de reações químicas em solução; determinar constante de 
velocidade e energia de ativação para um processo químico; associar estudos cinéticos à 
determinação de prazo de validade de medicamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Materiais e Procedimento 
3.1 Materiais 
 1 condutivímetro com frasco termostatizável 
 1 termostato. 
 Banho-maria a 60 oC 
Reagentes: Solução de acetato de etila 0,2 M e NaOH 0,2M; 
Vidraria: 
 Pipetas volumétricas de 5, 10 e 20 mL, 
 4 erlenmeyers de 50 mL, com tampa; 
 1 tubo de fundo chato para medidas da condutividade 
3.2 Procedimento 
Erlenmeyer 1: Colocou-se 10 mL de NaOH 0,2 mol L-1 + 40 mL de água. Agitou-se. Esta solução 
é reagente A. 
Erlenmeyer 2: Colocou-se 10 mL de Acetato de Etila 0,2 mol L-1 + 40 mL de água. Agitou-se. 
Esta solução é o reagente B. 
1. Termostatizou-se os dois erlenmeyers até atingirem a temperatura desejada. 
2. Lavou-se o frasco do condutivímetro e o eletrodo com água destilada; 
3. Agindo com rapidez, misturou-se e agitou-se os conteúdos dos erlenmeyers A e B. 
Colocou-se parte da solução reagente no frasco do condutivímetro. 
4. Leu-se e anotou-se a condutividade inicial no tempo zero e cronometrou-se leituras de 
tempo e condutividade, conforme Tabela. 
5. A outra metade da solução reagente foi ser colocada num banho a aproximadamente 
60oC para leitura do   no final da aula. Isto fez a reação acelerar e, assim, chegar ao 
equilíbrio mais rapidamente. 
6. Repetiu-se os passos para a temperatura cerca de 10 graus acima da primeira vez. Para 
a leitura do valor de   usou-se a mesma solução preparada para a reação na 
temperatura anterior. 
Nota: Para fazer a leitura do tempo infinito, as soluções estavam na mesma temperatura da 
experiência. 
3.3 Tratamento de resíduos 
Os resíduos produzidos foram descartados em embalagem fechada para serem 
descartados ou tratados posteriormente 
 
 
 
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4.Resultados e discussão: 
Temperatura X Temperatura Y 
Tempo, t 
(min). 
Condutividade 
() mS cm-1 
 
Tempo, t 
(min). 
Condutividade 
() mS cm-1 
 
0 3,67 50,0000 0 4,47 50,000 
3 3,18 64,1618 2 4,07 55,185 
6 2,92 75,5100 4 3,69 60,405 
9 2,75 85,3846 6 3,47 64,409 
12 2,60 96,5217 8 3,30 67,727 
15 2,50 105,7142 10 3,18 70,955 
18 2,41 115,6250 12 3,07 72,801 
21 2,34 124,7191 14 3,00 74,624 
24 2,28 133,7349 16 2,93 76,279 
27 2,23 142,3077 18 2,87 78,421 
30 2,19 150,0000 20 2,83 79,821 
33 2,15 158,5714 22 2,79 80,107 
36 2,12 165,6716 24 2,76 80,978 
39 2,09 173,4375 26 2,73 81,868 
42 2,07 179,0322 28 2,70 82,931 
45 2,05 185,0000 30 2,68 83,395 
48 2,03 191,3793 32 2,66 84,022 
51 2,01 198,2143 34 2,64 84,819 
Tempo 
infinito 
 = 1,45 mS 
cm-1 
 Tempo 
infinito 
= 1552 x 
10-3 
 
 
Analisando os gráficos (em anexo) e a equação 7, tem-se que o coeficiente angular 
representa constante k. 
 
Dessa forma, tem-se que o k para a temperatura de 24,8ºC é igual a: 
k= (198,2143 - 50) 
 3060 - 0 
k= 0,04843 L/mol.s 
 
Aplicando a equação 8, tem-se que o tempo de meia vida para a temperatura de 24,8ºC é: 
t ½ = 1 . 
 0,04843 x 0,02 
 
t ½ = 1.033,05 segundos ou 17 minutos, 13 segundos e 5 centésimos 
 
E o k para a temperatura de 32,8ºC é igual a: 
k= (84,819 - 59) 
 2040 - 0 
k= 0,1451 L/mol.s 
 
Aplicando a equação 8, temos que o tempo de meia vida para a temperatura de 32,8ºC é: 
t ½ = 1 . 
 0,1451 x 0,02 
t ½ = 344,58 segundos ou 5 minutos, 44 segundos e 58 centésimos 
 
7 
 
 
 
Através da equação 10, é possível descobrir a energia de ativação da hidrólise: 
 
ln ( 0,1451 ) = - Ea x [ 1 - 1 ] 
 0,04843 8,314 305,8 297,8 
 
Logo, a energia de ativação é 103.877,65 J ou 103,87 kJ 
 
Usando os valores das constantes k correspondentes às temperaturas estudadas 
determinou-se Ea e a constante de Arrhenius (A) para a reação com um segundo gráfico (emanexo): 
 
a = Δy = (1,93)- (3,0)_____= -1,07 
 Δx 3,36x10-3- 3,30x10-3 6x10-5 
 
-17833,33 = -Ea 
 R 
 
(-17833,33) x 8,314 = -Ea 
 
Ea = 148.266,333 
 
Coeficiente linear = Constante de Arrhenius (A): 
 
-1,88 = Ln A 
A = e-1,88 
A= 0,1526 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. Questionário 
 
5.1. Por que foi possível acompanhar a reação usando um condutivímetro? Você poderia 
acompanhar esta reação por outros métodos? Explique. 
 
É possível acompanhar a reação usando o condutivímetro pois a condutividade do íon 
acetato é muito pequena em relação à do íon hidróxido, ou seja, com a formação dos 
produtos, a condutividade vai diminuindo. Uma maneira de acompanhar a reação é 
visualizando a mudança de pH com a formação dos produtos. 
 
5.2. Qual o significado de Ea para uma reação química? Explique. 
 
Ea significa energia de ativação, que é a energia mínima necessária para iniciar uma 
reação química, quanto maior a energia de ativação, mais lenta é a reação e quanto menor, 
mais rápida a reação. 
Graficamente, é analisada sendo a energia do complexo ativado, o ponto mais alto do gráfico, 
menos a energia dos reagentes. 
 
5.3. O que são ordem e meia vida para uma reação química? 
 
 Segundo USP (2013), meia-vida é o tempo que a concentração de um reagente leva 
para diminuir para a metade do seu valor inicial. 
Ordem da reação é a soma dos expoentes aos quais estão elevadas as concentrações na 
expressão da velocidade, e não estão relacionados aos coeficientes estequiométricos. [3] 
 
5.4. Porque é necessário conhecer 0 e ∞ ? Qual o significado de cada medida? 
 
 O Ko é a condutividade do íon hidróxido no tempo zero e o K∞ é a condutividade do 
íon acetato no tempo final, sendo esses valores necessários para a compreensão da 
condutividade e início e fim da reação. 
 
5.5. Baseado nos resultados do seu experimento. Conclua sobre a seguinte hipótese: 
Considere os reagentes a e b como os componentes ativos de um medicamento. Sabendo 
que por lei o produto só pode ser vendido ao consumidor até que seus componentes ativos 
tenham se degradado 10%. Calcule os prazos de validade para o medicamento se este for 
armazenado a 25 e a 5oC. Use a equação 4, onde a corresponde a concentração inicial e x 
corresponde aos 10% degradados. 
 
Para a temperatura de 25ºC: 
 
ln ( K2 ) = - 103.877,65 x [ 1 - 1 ] 
 0,04843 8,314 297,8 298 
K2 = 0,047 L/mol.s 
 
 
 
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Usando a equação 4: 
 
 1 = 0,047t + 1 . 
0,018 0,02 
t= 118,20 segundos ou 1 minuto, 58 segundos e 20 centésimos 
 
Para a temperatura de 5ºC: 
 
ln ( K2 ) = - 103.877,65 x [ 1 - 1 ] 
 0,04843 8,314 297,8 278 
 
K2 = 2,44. 10 -³ L/mol.s 
 
Usando a equação 4: 
 1 = 2,44. 10 -³t + 1 . 
0,018 0,02 
t= 2.276,86 segundos ou 37 minuto, 56 segundos e 86 centésimos 
 
 
5.6. Descreva as várias formas que ocorre a decomposição química de drogas e discuta suas 
diferenças. 
 
As principais reações que levam a decomposição química são: 
 
 Oxidação: Reação que ocorre na presença de oxigênio, com o ganho de oxigênio ou 
perda de hidrogênio. É iniciada tanto pela luz como pela presença de metais. É 
caracterizada por uma série de reações em cadeia mediadas por radicais livres. Compostos 
sujeitos a oxidação são Alcenos, Aldeídos, Heteroátomos adjacentes a anel benzênico 
(hidroquinonas), Tióis e compostos de enxofre não totalmente oxidados. 
 Hidrólise: Ocorre quebra da molécula de fármaco utilizando o água é reagente. Alguns 
grupos funcionais favorecem esse tipo de reação como Lactonas (ésteres cíclicos), 
Lactamas (amidas cíclicas), Ésteres e Amidas. 
 Fotólise: A luz UV afeta as ligações químicas fornecendo energia para a separação dos 
elétrons compartilhados entre os dois átomos dessa ligação. Exemplos de fármacos 
sujeitos à fotólise são Vitaminas (A, B1, B12, D, E), Ácido fólico, Corantes, Dipirona, Ácido 
meclofenâmico, Metotrexato, Fenotiazinas, Corticóides. 
 Racemização: É a conversão de um isômero em outro, resultando em mistura de 
ambos, geralmente, acompanhada de perda de atividade. Ocorre com compostos que 
possuem carbonos assimétricos. Seus isômeros são denominados de enantiômeros. [3] 
 
5.7. Procure na legislação, no protocolo para a realização de estudos de estabilidade, as 
definições para estudo de estabilidade acelerada e para estudo de estabilidade de longa 
duração, bem como as temperaturas indicadas para realização dos ensaios. 
(www.anvisa.gov.br/) 
 
Estudo de Estabilidade Acelerada: estudo projetado para acelerar a degradação 
química e/ou mudanças físicas de um produto farmacêutico em condições forçadas de 
10 
 
armazenamento. Os dados obtidos, juntamente com aqueles derivados dos estudos de longa 
duração, são usados para avaliar efeitos químicos e físicos prolongados em condições não 
aceleradas e para avaliar o impacto de curtas exposições a condições fora daquelas 
estabelecidas no rótulo do produto, que podem ocorrer durante o transporte. Temperatura= 
40ºC +- 2ºC/ 75% UR +- 5% UR 
 
Estudo de Estabilidade de Longa Duração: estudo projetado para verificação das 
características físicas, químicas, biológicas e microbiológicas de um produto farmacêutico 
durante e, opcionalmente, depois do prazo de validade esperado. Os resultados são usados 
para estabelecer ou confirmar o prazo de validade e recomendar as condições de 
armazenamento. Temperatura= 30ºC +- 2ºC/ 65% UR +- 5% UR. [4] 
 
5.8. Procure na literatura exemplos de fármacos que contenham ligações éster, amidas e 
anel lactâmicos. 
 
 A vitamina C, como a Energi C, aspirina e lidocaína contém o grupo funcional éster. O 
paracetamol, princípio ativo de fármacos antiinflamatórios, contém tanto o grupo amida como 
fenol, como o Tylenol. Os antibióticos beta-lactâmico são divididos em subgrupos das 
penicilinas, cefalosporinas, carbapanêmicos, monobactâmicos, e apresentam a ligação de anel 
lactâmicos. Como ampicilina, oxacilina e benzilpenicilina potássica. [5] [6] 
 
5.9. Procure na literatura, valores de constantes de velocidade para a reação de 
decomposição do Acido Acetil Salicílico (AAS) em diferentes pH. Quais são os produtos da 
reação? Qual região de pH o AAS apresenta maior estabilidade? 
 
 
O pH é denominado estável quando a velocidade de decomposição do ácido 
acetilsalicílico em ácido salicílico e ácido acetil é mínima. Cada fármaco possui diferentes 
propriedades físico-químicas e diferentes pH de estabilidade . Através da tabela, podemos 
observar que o ponto de maior estabilidade do AAS é na região de pH 2,48, onde a velocidade 
de decomposição deste é menor . Por tanto os produtos da reação são ácido salicílico e ácido 
acetil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. CONCLUSÃO 
 No experimento realizado observou-se que a temperatura tem influencia direta na 
hidrolise de acetato de etila. Portanto ao aumentar a temperatura, aumenta também a 
cinética das moléculas da solução. 
O experimento que foi realizado em duas temperaturas, 24,8 e 32,8 graus, pode-se 
constatar que em baixas temperaturas o consumo de NaOH é maior em um intervalo de 
tempo menor, com base na analise da condutividade medida. Sendo assim possível determinar 
a constante da velocidade das reações com base na rapidez que se formam os produtos ou 
consumo de reagente. Dessa forma o experimento realizado em maiores temperaturas 
(32,8ºC) apresentouuma constante de velocidade maior, devido ao aumento das colisões 
entre o íon acetato e o hidróxido de NaOH. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. BIBLIOGRAFIA 
[1] Florence, A.T, Attwood, D., Princípios Físico-Químicos em Farmácia, São Paulo, USP, 2003. 
[2] CESAR, Paulo. ORDENS DA REAÇÃO.2011. Disponível em: 
https://www.profpc.com.br/Cin%C3%A9tica%20Qu%C3%ADmica/Ordens_rea%C3%A7%C3%A
3o.htm. Acesso em 15 out. 2019. 
[3] CONSIGLIER, Vladi Olga. Estabilidade de medicamentos. [S. l.]: Edisciplinas, 20--. Disponível 
em: 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3015022/mod_resource/content/1/ESTABILIDADE%
20DE%20MEDICMANETOS.pdf. Acesso em: 16 out. 2019. 
[4] Brasil. Resolução nº 01, de 29 de julho de 2005. Guia para a realização de estudos de 
estabilidade. [Internet]. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Poder Executivo, Brasília, DF, 
Diário Oficial da União, 01 ago. 2005. [citado 2009 jun 25] Disponível em: http://e-
legis.anvisa.gov.br/leisref/ public/showAct.php?id=18109&word. Acessado em 17 de outubro 
de 2019 
[5] SOUZA DE OLIVEIRA, Edilberto Antonio. RESUMO DOS ANTIBIÓTICOS QUE ATUAM COMO 
ANTIBACTERIANOS. In: RESUMO DOS ANTIBIÓTICOS QUE ATUAM COMO ANTIBACTERIANOS. 
[S. l.], 2011. Disponível em: 
http://www.saudedireta.com.br/docsupload/1344427365Antibioticos%20Antibacterianos.pdf. 
Acesso em: 18 out. 2019. 
[6] UMA ABORDAGEM Diferenciada para o Ensino de Funções Orgânicas. In: S. PAZINATO, 
Maurícius; T. S. BRAIBANTE, Hugo; E. F. BRAIBANTE, Mara; C. TREVISAN, Marcele; S. SILVA, 
Giovanna. Uma Abordagem Diferenciada para o Ensino de Funções Orgânicas através da 
Temática Medicamentos. [S. l.: s. n.], 2012. v. 34, cap. Uma Abordagem Diferenciada para o 
Ensino de Funções Orgânicas através da Temática Medicamentos, p. 21-25. Disponível em: 
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc34_1/05-EA-43-11.pdf. Acesso em: 18 out. 2019.