DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE REAÇÃO DE HIDRÓLISE BÁSICA DO ACETATO DE ETILA SEGUIDA POR CONDUTÂNCIA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE REAÇÃO DE HIDRÓLISE BÁSICA DO 
ACETATO DE ETILA SEGUIDA POR CONDUTÂNCIA 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis - SC 
Novembro, 2019 
INTRODUÇÃO 
Para determinar a constante de velocidade de uma reação precisamos saber a rapidez com a qual se formam os produtos ou se consomem os reagentes. Medimos a mesma acompanhando a variação da concentração de reagentes e produtos de acordo com o tempo. 
 A reação entre acetato de etila, que é um éster, e o íon hidróxido de sódio, é uma reação de segunda ordem: 
CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH 
 O que significa que a velocidade depende das concentrações dos dois reagentes. Como no experimento a seguir usamos as duas concentrações iguais, conseguimos determinar a equação integrada da velocidade, que nos dá a equação de reta a seguir: 
	1	- 1 =kt 
(a−x) a
Onde: a = concentração inicial (t = 0) de acetato e do íon hidróxido, k = constante de velocidade e t = tempo de reação. 
Com isso, ao plotar o gráfico de 1/(a-x) vs. t, com os valores calculados, o coeficiente angular da reta será igual ao k que queremos descobrir. 
A variação da concentração em relação ao tempo foi acompanhada por medidas de condutividade neste experimento. 
 
OBJETIVO 
O objetivo desse experimento é acompanhar reações químicas em soluções a fim de determinar a constante de velocidade K e a energia de ativação do processo. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Material utilizado 
 
Equipamentos: Condutivímetro​ com frasco termostatizável e 1 termostato com banho-maria a 60°C. 
Reagentes: Solução de acetato de etila e NaOH, ambos a 0,2M.​	 
Vidraria: 2​ pipetas volumétricas de 10 mL, bureta de 50 mL, 5 erlenmeyers de 50 mL com tampa, tubo de fundo chato. 
Procedimento 
3.1.1. Foi verificado se a temperatura do termostato estava estabilizada na temperatura desejada para a realização da experiência (25°C). Chegamos a uma temperatura de 25,8°C. 
3.1.2. Dois erlenmeyers com tampa foram numerados. Em seguida no erlenmeyer 1 foram colocados 10 mL de NaOH a 0,2 mol/L + 40 mL de água, agitamos a mistura, formando assim o reagente A. No erlenmeyer 2 foram colocados 10 mL de Acetato de Etila a 0,2 mol/L + 40 mL de água, formando o reagente B. 
3.1.3. Termostatizamos os dois erlenmeyers, até ambos atingirem a temperatura desejada, por aproximadamente 5 minutos. 
3.1.4. Lavou-se o frasco do condutivímetro e o eletrodo com água destilada. 
3.1.5. Rapidamente, misturamos e agitamos os conteúdos dos erlenmeyers A e B. Seguidamente acionamos o cronômetro. 
3.1.6. Colocou-se a mistura reacional no frasco termostatizável, verificamos se o eletrodo estava mergulhado na solução e então anotamos a condutividade inicial (Lo). 
3.1.7. A reação foi acompanhada durante 30 minutos, anotou-se 10 valores de condutividade a cada 3 minutos até o fim do tempo estimado. 
3.1.8. Preparou-se uma nova mistura reacional (solução reagente A + solução reagente B) em um erlenmeyer que foi colocado em um banho a 60°C, com o intuito de realizar as leituras do L∞ . Isto faz a reação acelerar e assim chegar ao equilíbrio mais rapidamente. 
3.1.9. A cinética da reação foi acompanhada em duas outras temperaturas: 33°C e 41,5°C, os passos foram repetidos até 3.1.7. Além disso na temperatura menor, , as leituras de condutividade foi feita a cada 2 minutos. 
 
TRATAMENTO DE DADOS 
4.1. Tabelas em anexo. 
4.2. Gráficos em anexo. 
Calcula-se o K (constante de velocidade) a partir do coeficiente angular de cada reta. Então: 
· K de 298,8 Kelvin = -0,002 M−1s−1 
· K de 306,0 Kelvin = 305,97 M−1s−1 
· K de 314,5 Kelvin = 17,42 M−1s−1 
4.3. Não foi possível realizar os cálculos a partir do gráfico e da equação, pois o valor experimental de K em 298,8K resultou em um número negativo. Portanto, não existindo ln K com valor abaixo de zero. 
4.4 
· T = 298,8K 
t1/2 = 1/k[a] 
t1/2 = 1/-0,002*0,02 t1/2 = -25,0 s 
· T = 306K 
t1/2 = 1/305,97*0,02 t1/2 = 0,16 s 
· T = 314,5K 
t1/2 = 1/17,42*0,02 t1/2 = 2,87 s 
QUESTIONÁRIO 
5.1. Foi possível acompanhar a reação utilizando um condutivímetro, pois na reação estão presentes diferentes tipos de eletrólitos. Na reação do CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH, o íon OH - é um eletrólito forte, e o íon acetato um eletrólito fraco. No decorrer da reação ao medir a condutividade percebe-se que no meio reacional formam-se eletrólitos fracos , o que tende a diminuir a condutividade da solução. Uma outra forma de acompanhar a reação seria utilizando um ph-metro, pois assim como a condutividade o pH tende a diminuir durante a formação de produtos como o acetato. Já que no início da reação o pH é básico devido a presença de íons OH- , e no final o pH seria mais ácido devido a presença do acetato. 
5.2. Ea é energia de ativação, significa que é a menor quantidade de energia necessária que deve ser fornecida para os reagentes para formar o complexo ativado, para então ocorrer a reação. Quanto maior for a Ea mais lenta será a reação e quanto menor a Ea, menor será a barreira de energia tendo uma reação mais rápida. 
5.3. Meia-vida é o tempo necessário para que a concentração de um reagente diminua a metade do seu valor inicial. 
5.4. Necessitamos dessas medidas para a aplicação da fórmula para achar o K da reação. 
L0 = condutividade no início da reação, em t=0. 
L∞ = condutividade a tempo infinito, quando toda base reagiu. 
5.5. A​ ordem de uma reação química é a relação matemática que existe entre a velocidade da reação e a concentração em quantidade de matéria dos reagentes. Quando uma reação é de segunda ordem, a​ velocidade depende das concentrações dos dois reagentes. 
CONCLUSÃO 
 Ao final deste experimento podemos concluir que dentre as três temperaturas, a menor (298,8 K) foi a que teve o menor Lo e L∞ , e a maior (314,5 K) teve os maiores valores. Desse modo podemos inferir que os valores de condutividade no início da reação e de condutividade a tempo infinito aumentam com o aumento da temperatura. \Em relação ao tempo de meia-vida, a solução com a menor temperatura obteve o menor valor, tendo assim o menor tempo necessário para que a concentração de seu reagente diminua a metade do seu valor inicial. E por fim, no que diz respeito a constante de velocidade K, os valores fugiram do esperado, pois o aparelho provavelmente estava contaminado.