Relatórios Cinética Química

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE FORMIGA – UNIFOR
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
ISABELLA CAROLINA BORGES
JÚLIA DELGADO MOURA DE OLIVEIRA
JÚLIA GIORDANI SARDIÑA CAMPOS
MARCELA LUÍSA RAMOS
CINÉTICA QUÍMICA
FORMIGA – MG
2016
ISABELLA CAROLINA BORGES
JÚLIA DELGADO MOURA DE OLIVEIRA
JÚLIA GIORDANI SARDIÑA CAMPOS
MARCELA LUÍSA RAMOS
CINÉTICA QUÍMICA
Relatório científico apresentado ao curso de Engenharia Química do UNIFOR-MG como requisito parcial para obtenção de créditos na disciplina de Cinética Química, conforme exigências da Profa. Ms. Camila de Melo Silva.
FORMIGA – MG
2016
1. INTRODUÇÃO
 A cinética química é uma área da Química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade.
 O conhecimento e o estudo da velocidade das reações são muito importantes em termos industriais, e também estão relacionados ao cotidiano, como por exemplo, colocar um alimento na panela de pressão para acelerar o cozimento. As reações químicas ocorrem com velocidades diferentes e estas podem ser alteradas, porque além da concentração de reagentes e produtos, as velocidades das reações dependem também de outros fatores como: temperatura, superfície de contato, pressão, luz e catalizadores.
 Diferentes reações ocorrem com diferentes velocidades; em algumas, o consumo dos reagentes e a formação dos produtos são tão rápidos que a reação é praticamente instantânea. Diante disso está prática foi realizada no intuito de analisar a velocidade das reações e os fatores que podem influenciar em sua velocidade. Ao final pode-se observar diante dos procedimentos submetidos, como se dá o comportamento da velocidade da reação em diferentes casos
2. OBJETIVO
Observar a influência dos principais fatores na velocidade de reação química.
3. MATERIAIS E REAGENTES UTILIZADOS
3.1. MATERIAIS
 Tubos de ensaio, suporte universal, bico de Bunsen.
3.2. REAGENTES
 KMnO4 0,005 mol/L, FeSO4 0,5 mol/L, H2C2O4 0,5 mol/L, H2SO4 1 mol/L, MnSO4 sólido.
 
4. PROCEDIMENTOS
 Os experimentos foram realizados no laboratório de Química, pertencente ao Centro Universitário de Formiga – UNIFOR. A aula laboratorial foi ministrada pela professora Ms. Camila de Melo Silva, a qual pode ser relatada em cinco momentos.
4.1. NATUREZA DOS REAGENTES
 Adicionou-se em um tubo de ensaio 5 mL de KMnO4 (permanganato de potássio) 0,005M e duas gotas de H2SO4 (ácido sulfúrico) 1M, agitou-se. Em seguida adicionou-se, rapidamente e com agitação 5 mL da solução de FeSO4 (sulfato de ferro), observou-se o tempo de descoloração do permanganato.
 Repetiu-se o procedimento anterior usando solução de ácido oxálico (H2C2O4) no lugar da solução de FeSO4 (sulfato ferroso). Mediu-se o tempo de descoloração.
4.2. EFEITO DA CONCENTRAÇÃO
 Colocou-se em um tubo de ensaio 2,5 mL de KMnO4 (permanganato de potássio) 0,005M e 2,5 mL de H2O (água) e adicionou-se duas gotas de H2SO4 (ácido sulfúrico) 1M, agitou-se. Em seguida, verteu-se 5 mL da solução de H2C2O4 (ácido oxálico) 0,5M, mediu-se o tempo para descoloração do KMnO4 (permanganato de potássio).
4.3. EFEITO DA SUPERFÍCIE DE CONTATO
 Transferiu-se 50 mL de água para um béquer, adicionou-se um comprimido efervescente e marcou-se o tempo necessário para que a reação termine.
 Triturou-se um comprimido efervescente e repetiu-se o procedimento anterior, marcando-se o tempo de reação.
4.4. EFEITO DA TEMPERATURA
 Em um tubo de ensaio colocou-se 5 mL de KMnO4 (permanganato de potássio) 0,005M e aqueceu-se a aproximadamente 60°C, adicionou-se duas gotas de H2SO4 (ácido sulfúrico), agitou-se. Em seguida verteu-se 5 mL da solução de H2C2O4 (ácido oxálico), mediu-se o tempo.
4.5. CATALIZADOR
 Colocou-se cristais de MnSO4 (sulfato de manganês) em um tubo, adicionou-se 5 mL de KMnO4 (permanganato de potássio) e duas gotas de H2SO4 (ácido sulfúrico), agitou-se. Adicionou-se em seguida 5 mL de H2C2O4 (ácido oxálico). Mediu-se o tempo.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
5.1. NATUREZA DOS REAGENTES
 Numa reação química é necessário que haja o rompimento de ligações nos reagentes, para que consequentemente, haja a formação de novas ligações nos produtos. Quanto maior o número de ligações a serem rompidas nos reagentes e quanto mais fortes forem essas ligações, mais lenta será a reação, e vice-versa.
 Com a adição do sulfato ferroso, o permanganato descoloriu-se em 5 segundos. Já com a adição do ácido oxálico, a descoloração do permanganato ocorreu em pouco mais de 1 minuto. Têm-se, então, que as ligações do ácido oxálico são mais complexas e de difícil rompimento, diferentemente do sulfato ferroso.
5.2. EFEITO DA CONCENTRAÇÃO
 Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.
 Para que a reação química ocorra, as partículas dos reagentes devem colidir entre si. Mas essa colisão deve ser efetiva, ou seja, deve ser feita em uma orientação adequada e com energia suficiente. 
 Com o aumento da concentração, a quantidade de partículas aumenta no meio. Consequentemente, ocorrem mais colisões, o que ocasiona o aumento na velocidade das reações.
 O tempo de descoloração do permanganato foi de 4 minutos e 54 segundos. Tempo esse, que seria aumentado com a diminuição da concentração dos reagentes.
5.3. EFEITO DA SUPERFÍCIE DE CONTATO
 A reação só ocorre quando as partículas dos reagentes entram em contato, chocando-se de modo efetivo e com a energia mínima necessária. Portanto, quanto mais fragmentado estiver o sólido, maior será a quantidade de partículas que entrarão em contato, aumentando a probabilidade da ocorrência de choques efetivos, aumentando a velocidade da reação.
 O comprimido efervescente reagiu-se em 38,12 segundos. Já o comprimido triturado (pó efervescente) reagiu-se em 17 segundos, notando-se uma diferença significativa decorrente da superfície de contato.
 No caso do comprimido efervescente, somente as partículas que se encontram na superfície é que irão reagir com as moléculas de água. À medida que elas forem consumidas, as partículas mais internas passarão a entrar em contato com a água e reagirão progressivamente até que todo o reagente acabe. Isso não acontece no caso do pó, já que possui uma maior área em contato com as moléculas de água, reagindo instantaneamente.
 Aumentar a superfície de contato apenas intensifica a velocidade da reação, mas não aumenta a quantidade dos produtos no final do processo.
5.4. EFEITO DA TEMPERATURA
 Para que uma reação se processe é preciso satisfazer algumas condições, como a de que as partículas devem se chocar eficazmente e com a energia mínima necessária, que é denominada energia de ativação.
 Assim, quando aumentamos a temperatura do sistema, aumentamos também a agitação das partículas reagentes e fornecemos mais energia cinética para elas. Com isso, mais colisões ocorrerão e com mais energia, aumentando a quantidade de partículas que reagirão e, consequentemente, aumentando a velocidade da reação.
 Com a elevação da temperatura, o permanganato de potássio descoloriu-se após 27 segundos. Sem esse aumento de temperatura, a reação ocorreria mais lentamente, em uma maior faixa de tempo. Ou seja, quanto maior a temperatura, maior a velocidade de uma reação.
5.5. CATALISADOR
 Catalisador é uma substância química que não participa da reação. Diminui a energia de ativação e aumenta a velocidade da reação.
 O catalisador acelera a reação, mas não altera a composição química dos reagentes e produtos envolvidos. A quantidade de substância produzida na reação não se altera.
 Na atividade prática utilizou-se o MnSO4 (sulfato de manganês) como catalisador e o tempo de ocorrência da reação foi de 5 segundos, tempo que seria aumentado na ausência do sulfato.
6. CONCLUSÃO
6.1. CONCLUSÃO DE CADA INTEGRANTE
6.1.1. ISABELLA CAROLINA BORGES
 Estudou-se em sala de aula os diversos fatores que afetam a velocidade de uma reação química. Em laboratório comprovou-se experimentalmente taisvariáveis como: superfície de contato, aumento da temperatura, entre outros. Assim, a prática aliada a teoria trouxe à turma grande qualidade no aprendizado.
6.1.2. JÚLIA DELGADO MOURA DE OLIVEIRA
 Conclui-se que não existe uma velocidade geral para todas as reações químicas, onde cada uma acontece em sua velocidade específica. Através dos principais fatores que interferem na velocidade das reações, comprova-se que a temperatura, a superfície de contato, a concentração e a presença do catalisador interferem diretamente nessa velocidade. A partir dos experimentos propostos percebeu-se reações rápidas e lentas variando a temperatura e concentração.
6.1.3. JÚLIA GIORDANI SARDIÑA CAMPOS
 A cinética química é a parte da química que estuda as velocidades das reações onde, com o aumento de determinados fatores, temperatura, pressão, superfície de contato, catalisador e concentração dos reagentes, aumenta-se a velocidade.
 Com a execução da aula prática, visualiza-se a influência de tais fatores sobre a velocidade da reação. Na prática do comprimido efervescente, por exemplo, percebe-se a influência da superfície de contato, onde o comprimido triturado reage instantaneamente, enquanto o comprimido inteiro reage quase que no dobro do tempo. 
6.1.4. MARCELA LUÍSA RAMOS
 Na execução da aula prática comprovou-se os fatores responsáveis pelo aumento da velocidade das reações, tais como temperatura, superfície de contato, catalisador e pressão. Demonstrou-se, então, de forma simples e clara, as aplicações teóricas da cinética química, ampliando os conhecimentos sobre o assunto.
6.2. CONCLUSÃO GERAL
 No universo da química, as reações são fenômenos em que duas ou mais substâncias reagem entre si e dão origem a novos compostos. Estas, são marcadas por diferentes velocidades e, em alguns casos, é essencial controlar essas reações para modificar tal velocidade.
 A cinética é o ramo da química que estuda as velocidades dessas reações, assim como analisa todos os fatores que exercem influência sobre ela.
 Como a velocidade de uma reação depende do número de choques efetivos entre as moléculas dos reagentes e também da energia com que as moléculas se colidem, alguns fatores se tornam determinantes para aumentar ou reduzir essa velocidade, como superfície de contato, temperatura, concentração, pressão e catalisadores.
 Na execução desta prática experimental, nota-se como alguns fatores alteram a velocidade de uma reação dentro de um determinado experimento. Conclui-se, portanto, que o estudo da velocidade das reações, bem como a cinética química é de suma importância para compreender o funcionamento das reações, bem como a velocidade em que elas ocorrem, diferenciando-as.
REFERÊNCIAS
 ALUNOS ONLINE. Efeito da concentração na velocidade das reações. Disponível em: < http://alunosonline.uol.com.br/quimica/efeito-da-concentracao-na-velocidade-das-reacoes.html>. Acesso em: 29 ago. 2016.
 COLÉGIO WEB. Natureza dos reagentes. Disponível em: < http://www.colegioweb.com.br/cinetica-quimica/natureza-dos-reagentes.html>. Acesso em: 29 ago. 2016.
 FOGAÇA, JENNIFER. Superfície de contato e velocidade das reações. Brasil Escola. Disponível em: < http://brasilescola.uol.com.br/quimica/superficie-contato-velocidade-das-reacoes.htm>. Acesso em: 29 ago. 2016.
 FOGAÇA, JENNIFER. Temperatura e velocidade das reações. Brasil Escola. Disponível em: < http://brasilescola.uol.com.br/quimica/temperatura-velocidade-das-reacoes.htm>. Acesso em: 29 ago. 2016.
 MIRANDA, EDUARDO FAIA. Cinética Química. Cola da Web. Disponível em: <http://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/cinetica-quimica>. Acesso em: 30 ago. 2016.
 
 RESUMO ESCOLAR. Fatores que Alteram a Velocidade – Cinética Química. Disponível em: <http://www.resumoescolar.com.br/quimica/fatores-que-alteram-a-velocidade-cinetica-quimica/>. Acesso em: 30 ago. 2016.
 SILVA, DHEMESON DE S.; CARVALHO, ANDRÉIA MOTA de.; AMORIM, LUENY. Velocidade da reação. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão - Campus Zé Doca. Disponível em: <file:///C:/Users/Julia/Downloads/Relat%C3%B3rio%2010%20-%20Velocidade%20da%20Rea%C3%A7%C3%A3o.pdf>. Acesso em: 31 ago. 2016.
 SÓ QUÍMICA - PORTAL DE QUÍMICA. Catalisador. Disponível em: < http://www.soq.com.br/conteudos/em/cineticaquimica/p6.php>. Acesso em: 29 ago. 2016.
 
 SÓ QUÍMICA - PORTAL DE QUÍMICA. Cinética Química. Disponível em: < http://www.soq.com.br/conteudos/em/cineticaquimica/>. Acesso em: 29 ago. 2016.
QUESTÕES
1. Reação do permanganato em meio ácido com sulfato ferroso, balanceada e equacionada:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO45Fe2(SO4)3+2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
2. Velocidade das reações em mol/s
3. As diferenças entre as velocidades devem-se aos fatores que influenciam a reação, como: superfície de contato, temperatura, catalisador, concentração e natureza dos reagentes. Onde explicou-se, detalhadamente, cada um desses fatores e sua atuação no decorrer do relatório.