Relatório - DETERMINAÇÃO DA ORDEM DE UMA REAÇÃO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL II 
 
 
 
 
 
Prática nº 7: 
 
Determinação da ordem de uma reação: método 
das concentrações em excesso 
 
 
 
 
 
 
Alunas: Alice Visentini e Tâmie Duarte 
 
 
09 de outubro de 2019 
Santa Maria/RS 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................... .. 
1.1 Lei de Velocidade..................................................................................................... 
1.2 Fatores que influenciam a velocidade da reação................................................... 
1.3 Método das concentrações em excesso................................................................. .. 
2. OBJETIVO................................................................................................................ .. 
3. MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................................ 
3.1 Equipamentos............................................................................................................... 
3.2 Reagentes...................................................................................................................... 
3.3 Procedimento experimental........................................................................................ 
4. RESULTADOS............................................................................................................... 
5. CONCLUSÃO................................................................................................................. 
Referências.......................................................................................................................... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 
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1. INTRODUÇÃO 
Os resultados das medidas para a determinação da velocidade de uma reação 
mostram que as taxas de variação dependem da concentração de reagentes (e, algumas 
vezes, produtos). É possível representar essa dependência em termos de equações 
diferenciais conhecidas como leis de velocidade. As soluções dessas equações são 
utilizadas para prever as concentrações de espécies, em qualquer momento após o 
início da reação. A forma da lei de velocidade também fornece certa compreensão 
sobre a série de passos elementares através dos quais uma reação ocorre. 
A tarefa fundamental neste contexto é a construção da lei da velocidade a partir 
de um mecanismo proposto e sua comparação com a experiência. Etapas elementares 
simples, possuem leis de velocidade simples, e essas leis podem ser combinadas em 
conjunto, utilizando-se uma ou mais aproximações. Entre essas aproximações estão a 
etapa determinante da velocidade de uma reação, a concentração em estado 
estacionário de um intermediário e a taxa de equilíbrio de algumas reações.¹
 
1.1 Lei de Velocidade 
Lei de velocidade de uma reação química é uma equação que relaciona a 
velocidade de uma reação com a concentração dos reagentes elevadas em certos 
expoentes. Leis de velocidade são equações diferenciais porque a velocidade de uma 
reação química é a velocidade de variação de desenvolvimento da reação com o 
tempo. Para solucionar esta complexidade, medidas quantitativas da velocidade da 
reação utilizam a forma integral da lei de velocidade.² 
1.2 Fatores que Influenciam a Velocidade da Reação 
 Superfície de contato: a superfície de contato é diretamente proporcional à 
velocidade da reação, quanto maior a superfície de contato, maior será a 
velocidade da reação. 
 Temperatura: maior temperatura maior a velocidade de uma reação, significa 
dizer que quanto mais alta a temperatura, maior é a energia cinética das 
moléculas. 
 Catalisadores: substâncias químicas que possuem a característica de ação no 
processo de aumento da velocidade de uma reação mesmo sem serem 
consumidas ao logo do processo químico. 
 Concentração dos reagentes: a concentração dos reagentes é diretamente 
proporcional ao aumento no número de choques efetivos entre suas partículas 
constituintes, em razão disso, há um aumento na velocidade de reação. 
 Pressão: quando há o aumento da pressão de um sistema gasoso, aumenta-se a 
velocidade da reação, essa ocorrência deve-se ao fato de que o aumento da 
pressão diminui o volume, intensificando então, as colisões entre as 
moléculas.³ 
 
1.3 Método das concentrações em excesso 
Para se determinar a ordem da reação por esse método, utilizam-se em excesso 
todos os reagentes, exceto um. Assim, as concentrações dos reagentes em excesso não 
sofrem variações muito grandes se comparado ao reagente que não está em excesso, 
com isso, os reagentes que estão em excesso são considerados constantes.
4
 
Observando a equação cinética de Maucourt-Fissen: 
 
Pode-se dizer que sua velocidade equivale a se for 
realizada em meio ácido, levando em consideração o excesso de iodeto. Com isso, se a 
reação for de ordem zero com relação ao H2O2, haverá uma relação linear entre o 
tempo e [H2O2]
0
 - [H2O2]; se caso for de primeira ordem haverá a relação linear entre 
o tempo e ln [H2O2]/[H2O2]
0
; se caso for de segunda ordem haverá uma proporção 
entre o tempo e {1/[H2O2]} – {1/[H2O2]
0
}. 
Determina-se a velocidade dessa reação a partir do tempo de intervalo entre o 
início da reação e a mudança de coloração da solução. Isso ocorre devido a adição de 
pequenas quantidades de íons tiossulfato com concentração conhecida, onde o iodo 
produzido pela reação rapidamente sofre redução e volta para o iodeto através dos 
íons tiossulfatos. Assim, a reação continua até que o tiossulfato seja completamente 
convertido em tetrationato. 
 
2. OBJETIVO 
Determinar experimentalmente a ordem da velocidade da reação utilizando o 
método das concentrações em excesso. 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 Equipamentos 
- Pipeta 2, 5, 10, 20 mL 
- Becker 200, 250 mL 
- Cronômetro 
- Termômetro 
- Balão 500 mL 
- Proveta graduada 100, 200 mL 
- Agitador magnético + íma 
 
3.2 Reagentes 
- Água destilada 
- KI 0,1 M 
- H2SO4 3M 
- Na2S2O3 0,1 M 
- Solução de amido 
- Água oxigenada PA 
 
3.3 Procedimento experimental 
Em um bécker, se adicionou: 150 mL de água destilada, 20 mL de iodeto de 
potássio, 10 mL de ácido sulfúrico, 2 mL de tiossulfato de sódio e 3 gotas de amido 
(solução 1). Agitou-se lentamente e mediu-se a temperatura, na qual estava à 25,3 ºC. 
O peróxido de hidrogênio PA foi diluído à 3% (3 mL de H2O2 com 97 mL de 
água destilada) e destes, transferiu-se uma alíquota de 30 mL para uma balão de 500 mL 
preenchido com água destilada. Do balão de 500 mL, retirou-se 10, 20, 50, 100 e 200 
mL para serem adicionados à solução 1, respectivamente, com leve agitação. Assim 
que adicionados ligou-se o cronômetro para medir o tempo de viragem (mudança de cor 
da solução de transparente para verde escuro). 
 
4. Resultados 
Cálculo da quantidade de H2O2 em 3 mL 
1,45 g (densidade H2O2) – 1 mL 
X – 3 mL 
X= 4,35 g H2O2 
 
Cálculo da concentração de H2O2 
34 g (massa molar H2O2) – 1 mol 
4,35 g – 0,1279 mol 
[H2O2] = 0,1279 mol/0,497 L 
C1 = 0,257 mol/L [H2O2] 
 
Para 10 mL de H2O2: 
C1xV1 = C2xV2 
0,257 mol/L x 0,001 L = C2 x 0,192 L (volume total) 
C2 = 0,001338 mol/L [H2O2] 
 
Para 20 mL de H2O2: 
0,257 mol/L x 0,002 L = C3 x 0,202 L (volume total) 
C3 = 0,00254 mol/L [H2O2] 
 
 
Para 50 mL de H2O2: 
0,257 mol/L x 0,005 L=C4 x 0,232 L (volume total) 
C4 = 0,005538 mol/L [H2O2] 
 
Para 100 mL de H2O2: 
0,257 mol/L x 0,01 L = C5 x 0,282 L (volume total) 
C5= 0,00911 mol/L [H2O2] 
 
Para 200 mL de H2O2: 
0,257 mol/L x 0,02 L = C6 x 0,382 L (volume total) 
C6= 0,01345 mol/L [H2O2] 
 
Gráfico cinética da reação: log [H2O2] versus tempo (s) 
 
 
5. CONCLUSÃO 
A ordem de uma reação é uma grandezaque pode se determinar a partir de 
dados experimentais. Para encontrar a ordem de uma reação, devemos adicionar 
todos os reagentes em excesso, exceto um, que irá determinar a velocidade com que a 
y = 0,2559x - 3,3511 
R² = 0,9844 
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0 1 2 3 4 5 6 7
lo
g[
H
2O
2]
 
Tempo (s) 
reação ocorre. A partir disso podemos determinar se a reação é de ordem zero, 
primeira ou segunda ordem, de acordo com a relação linear. O método empregado 
das concentrações em excesso deduziu que a ordem da reação do consumo de [H2O2] é 
de primeira ordem, pois o coeficiente de correlação da figura apresentou uma relação 
linear entre log [H2O2] versus tempo (s) muito próximo à 1. 
Para o cálculo da constante de velocidade (k) da reação, utiliza-se o valor do 
coeficiente angular, ou inclinação da reta, onde apresenta o valor de 0,2559 s
-1
. 
 
 
Referências 
 
[1] ATKINS P.W. E J. DE PAULA. Atkins, Físico-Química. LTC, Rio de Janeiro. 8ª 
ed. vol.2, 2008. 
 
[2] BASTOS, A. C. L. M.; RODRIGUES, E. M. S.; SOUZA, J. O. I. Físico-Química, 
EditoraUniversitária. UFPA, Belém, 2011. 
 
[3] SILVA, C. A. M.; FERREIRA, J. L.; SILVA, M. V. C.; TORRES, P. W. T.; 
SILVA, R. A. Determinação da Ordem de uma reação: Método das concentrações em 
Excesso. Universidade Federal do Pará. Belém, 2010. 
 
[4] CASTELLAN, G. W. Fundamentos de Físico-Química. Livros Técnicos e 
Científicos Editora. 1986.