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Cinética Química- Relatório corrigido

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Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - UNIRIO
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS
Instituto de Biociências – IBIO
Departamento de Ciências Naturais – DCN
Disciplina: Química Geral e Inorgânica
Professora: Maria Eugênia Sena
Aluno: Claudiane Galdino Soares
Curso: Ciências Ambientais
Turma: C Nº da prática: 03
Prática realizada no dia: 05/11/2019
Cinética Química
Rio de Janeiro
2° 2019
I. Introdução
A energia cinética compreende a energia do movimento, desta forma a cinética
química é o ramo da química que buscar estudar a velocidade das reações. Essas
reações podem ser influenciadas por fatores como: superfície de contato,
quantidade de reagentes temperatura, pressão, volume, luz e outros.
Superfície de contato: um aumento da superfície de contato aumenta a velocidade
da reação. Um exemplo é quando dissolvemos um comprimido efervescente
triturado: ele se dissolve mais rapidamente do que se estivesse inteiro, isto acontece
porque aumentamos a superfície de contato que reage com a água.
Concentração de reagentes: para uma reação acontecer é necessário que as
moléculas se rompam, e quanto maior for o contato entre elas, mais fácil fica de se
chocarem. Uma maior concentração de reagentes significa um aumento das colisões
entre as moléculas. Assim, quanto maior a concentração dos reagentes maior será a
velocidade da reação. Um exemplo é quando pegamos uma amostra de palha de
aço e reagimos com ácido clorídrico concentrado e com ácido clorídrico diluído.
Temperatura: quando se aumenta a temperatura de um sistema, ocorre também um
aumento na velocidade da reação. Aumentar a temperatura significa aumentar a
energia cinética das moléculas.
Pressão: quando os participantes de uma reação são gasosos e se aumenta a
pressão desse sistema gasoso, aumenta-se a velocidade da reação. Isso porque o
aumento da pressão diminui o volume, intensificando as colisões das moléculas.
Luz: Algumas reações químicas se processam com maior velocidade em presença
de luz, como por exemplo, a decomposição da água oxigenada. Por isso é que
determinados produtos são comercializados em frascos escuros. (Fabiano de
Carvalho,2010)
Na cinética química um conceito muito importante é o de velocidade média, que se
relaciona com a variação na quantidade de um reagente ou produto em um espaço
de tempo. Para o cálculo da velocidade média três fórmulas podem ser utilizadas:
Figura 1. Imagem das fórmulas de velocidade média
II. Objetivos
Observação, análise e medição da velocidade das reações
III. Materiais e Métodos
A. Materiais utilizados
 100ml de água quente a 90°c
 100ml de água gelada a 10°c
 100ml de água tem temperatura ambiente a 25°
 1 Balança de precisão
 6 Béqueres de 250ml
 2 Comprimidos efervescentes com a composição de ácido cítrico e
Bicarbonato de sódio
 1 Espátula
 1 Faca
 1 Gral
 1 Lápis
 1 Pisseta de 500ml
 1 Pistilo
 3 Vidros de Relógio
 Cronômetro
B. Metodologia
Foi separado dois comprimidos que continha ácido cítrico e bicarbonato de sódio, os
dois compridos foram cortados ao meio, formando 4 partes, cada pedaço do
comprimido foi enumerada de 1 a 4, com auxílio do lápis, os pedaços foram
colocados no primeiro vidro de relógio. Logo após foi pego o pedaço de número 4,
que foi cortado ao meio, se tornando assim as partes de número 5 e 6. Com o
auxílio do gral e do pistilo, o comprimido de número 5 foi triturado se tornando a
parte de número 7, o comprimido triturado foi passado para o segundo vidro de
relógio. Na balança de precisão o terceiro vidro de relógio foi utilizado para ser
tarado o valor de seu peso. Com isso em seguida cada parte do comprimido foi
pesado na balança de precisão, o comprimido que foi macerado, foi transferido com
o auxílio da espátula para o vidro de relógio.
Com as partes dos comprimidos já pesados na balança de precisão, cada béquer foi
enchido de água, o primeiro béquer de 250ml foi enchido com 100ml de água quente
a 90°c, o segundo béquer de 250ml foi enchido com 100ml de água gelada, na
temperatura de 10°c. Na pisseta de 500ml, obtinha a água na temperatura ambiente
de 25°c, que a água da mesma foi passada para o terceiro, quarto e quinto béquer,
cada um atingindo a marca de 100ml.
Como todos os béqueres já cheios de água, cada parte do comprimido foram
colocados em cada béquer, o comprimido de número 3 foi colocado no béquer que
continha a 100 ml de água quente a 90°c, o comprimido de número 1 foi colocado no
béquer que continha a água gelada a 10°c, o comprimido de número 2 foi colocado
no béquer que continha a água em temperatura ambiente a 25°c. O comprimido de
parte número 6, foi adicionado em um béquer que possuía água em temperatura
ambiente a 25°c. O comprimido de número 7, que estava triturado, foi adicionado em
um béquer que estava em temperatura ambiente a 25°c.
As reações de cada parte do comprimido, foi cronometrado e os cálculos
estequiométricos foram feitos a partir de umas das partes escolhidas.
C. Esquema de Aparelhagem
Figura 2. Materiais usados para cinética das reações
Legenda:
1-Vidro de relógio, 2-Gral, 3-Pistilo,4-Pisseta de 250ml,5- Béquer,6- Faca,7-
Espátula,8-Comprimido efervescente.
Figura 3. Materiais usados para a medição de massa
Legenda:
1-Vidro de óculos, 2-Balança de precisão, 3- Vidro de óculos para tara.
IV. Resultados e discussões
Como foi descrito anteriormente, foi observado e cronometrado a reação de cada
comprimido em águas de temperaturas diferentes. Os dados coletados, assim como
a sua velocidade média podem ser visualizados na tabela a baixo.
Tabela 1. Resultados obtidos e o cálculo de sua velocidade média
Parte do
Comprimido
Massa(g) Tempo
de
Reação
na
água
gelada
(s) A
Tempo de
reação na
temperatura
ambiente
(s) B
Tempo de
reação na
temperatura
de 80 a
900°c (s) C
Velocidade média
Vm=massa/tempo
A B C
1 1,98g 60s - - 0,033
2 2,25g - 45,95s - 0,048
3 2,07g - - 37,35s 0,055
6 0,85g - 38,31s - 0,022
7 0,80g - 6s - 0,13
De acordo com a tabela apresentada podemos relacionar com os princípios da
cinética química: superfície de contato, temperatura, concentração...
O composto de número 3, foi dissolvido em temperatura mais alta e em menos
tempo, comparado com os de número 1 e 2, que possuem a massa quase
semelhante ao de número 3.
Podemos observar também que ao diminuir o tamanho e a massa do comprimido,
mesmo em temperatura ambiente, ele se dissolve mais rápido que os compostos, de
número 1 e 2, por influência de seu tamanho, porém se dissolve mais devagar que o
de número 3, por decorrência da temperatura.
Mesmo com a gramatura parecida, o comprimido de número 7 possui a capacidade
de se dissolver mais rápido comparado ao comprimido de número 3, mesmo que os
dois obtiveram a mesma temperatura. Isto se deu pois como o comprimido foi
triturado, a sua superfície de contato foi ampliada, aumentando a velocidade da
reação.
O fragmento escolhido para os cálculos estequiométricos foi o de número 7,
inicialmente se baseando pela reação química do ácido cítrico e o bicabornato de
sódio já balanceados:
C6H8O7 + 3NaHCO3 → 3H2O + 3CO2 + C6H5Na3O7
Com base no balanceamento e nas informações disponibilizadas pelo fabricante do
comprimido, sabemos que cada um possui 4g.
Bicarbonato de Sódio:
1,854-------4g
0,80-------x
x=1,72g de bicarbonato de sódio para 0,80g de comprimido.
3mols de NaHCO3-------252g (3x84g=massa de 1mol)
x-------1,72g
x=0,006 mols de bicarbonato de sódio no fragmento 7
Vm=mol/s
Vm=0,06/6
Vm=0,01s
Ácido Cítrico:
1,413-------4g
0,80g-------x
x=2,26g de ácido cítrico para 0,80g de comprimido.
1 mol de C6H807-------192g (massa de 1 mol)
x--------2,26g
x=0,011mols de ácido cítrico no fragmento 7
Vm=mols/
Vm=0,011/6
Vm=0,001s
V. Conclusão
De acordo com os experimentos realizados, podemos observar que a temperatura e
a superfície de contato possuem bastante influência na velocidade da reação. Desta
forma o objetivo da atividade propostafoi alcançado com sucesso. Podemos concluir
também que a cinética química é extremamente importante para indústria
farmacêutica, pois com ela pode ser estudado o tempo de reação que um remédio
tem para ser absorvido no corpo, e também é de extrema importância para a
indústria automobilística, para garantir a segurança de seus usuários, pois o airbag é
formado por um dispositivo que contém a mistura química de NaN3 (azida de sódio),
KNO3 e SiO2 que é responsável pela liberação do gás. Esse dispositivo está
acoplado a um balão que fica no painel do automóvel e quando ocorre uma colisão
(ou desaceleração), os sensores localizados no para-choque do automóvel
transmitem um impulso elétrico (faísca) que causa a detonação da reação. Alguns
centésimos de segundo depois, o airbag está completamente inflado, salvando vidas.
VI. Referências Bibliográficas
CARVALHO, Fernando de, Química Geral: Química Inorgânica. IFES. Santa Teresa,
2010.
SOUZA, Líria Alves de. "Airbag e reação de decomposição "; Brasil Escola.
Disponível em:https://brasilescola.uol.com.br/quimica/air-bag-reacao-
decomposicao.htm. Acesso em 11 de novembro de 2019.
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/cinetica-quimica

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