Experimento: Energia de Ativação

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE – UFRN
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – CCET
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
DOCENTES: TIAGO PINHEIRO BRAGA E LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
DISCENTE: JÉSSICA LUANA DE ARAÚJO BATISTA
INSTITUTO DE QUÍMICA
Energia de Ativação
NATAL – RN
Abril/2021
TRATAMENTO DE DADOS E QUESTÕES
1. Construa o gráfico pertinente para determinação da energia de ativação. 
A tabela 1 mostra os dados obtidos a partir experimento. Nele contém dados com conversão de unidades da temperatura (de °C para K) e do tempo (de minutos para segundos). 
	TEMPERATURA (°C)
	TEMPERATURA (K)
	TEMPO (s)
	10
	283,15
	270
	20
	293,15
	160
	30
	303,15
	79
	40
	313,15
	34
	50
	323,15
	19
Tabela 1: Dados de tempo e temperatura obtidos experimentalmente.
A equação de Arrhenius está escrita abaixo e nos diz que a constante de velocidade de uma reação k é igual ao fator pré-exponencial A (que está relacionado ao fator de colisão entre as moléculas) vezes a exponencial da energia de ativação dividido pela constante dos gases vezes a temperatura em Kelvin. Isso significa dizer que quanto maior for a temperatura, menor será a divisão na exponencial, e como o expoente está negativo, maior será o valor da constante de velocidade de reação k, independentemente da reação a ser estudada, seja ela endotérmica ou exotérmica.
k = A (Equação de Arrhenius)
Partindo-se sempre da mesma concentração inicial e consumindo sempre a mesma quantidade de reagente, temos que a constante de velocidade é inversamente proporcional ao tempo, ou seja:
k 
 A
ln ln A + ln
ln ln A – ln e
ln ln A – (Equação de Reta)
Chegamos numa equação de reta onde:
y = ln
b = ln A
a = 
x = 
Com essas expressões é possível confeccionar um gráfico da temperatura pelo tempo, tendo o eixo x em função da temperatura em K e o eixo y em função do tempo obtidos experimentalmente, e o coeficiente angular da reta em função da energia de ativação dividido pela constante dos gases. Para isso é necessário fazer os devidos cálculos que têm os resultados mostrados na tabela 2.
	TEMPERATURA (°C)
	TEMPERATURA (K)
	TEMPO (s)
	ln () (t (s))
	 (K-1)
	10
	283,15
	270
	-5,59
	3,53x10-3
	20
	293,15
	160
	-5,07
	3,41x10-3
	30
	303,15
	79
	-4,36
	3,29x10-3
	40
	313,15
	34
	-3,52
	3,19x10-3
	50
	323,15
	19
	-2,94
	3,09x10-3
Tabela 2: Dados de tempo e temperatura obtidos experimentalmente e valores calculados para ln (1/t) e para 1/T. 
A partir dos dados supracitados, foi possível construir o gráfico da temperatura pelo tempo que está sendo mostrada na figura 1.
Figura 1: Gráfico da temperatura x tempo confeccionado para determinar a energia de ativação da reação.
De acordo com a reta construída, extraímos a sua equação:
y = -6,2025x + 16,185
Onde, o coeficiente angular da reta é dado pelo valor de -6,2025 e o coeficiente linear é dado pelo valor de 16,185. Com o valor do coeficiente angular, é possível calcular a energia de ativação da reação, como é mostrado abaixo.
a = 
Ea = - a*R
Ea = -(-6,2025*8,314)
Ea = 51,5 kJ mol-1 ou 51,5x103 J mol-1
2. Compare com resultados da literatura. 
O valor para a energia de ativação a reação em estudo encontrada na literatura foi de Ea = 51,8 kJ mol-1. O valor obtido a partir dos dados experimentais foi praticamente igual, o que demonstra sucesso tanto na cronometragem como também êxito durante a preparação das soluções.
BIBLIOGRAFIA
· Brubaker, Jack. "Activation Energy of the Iodine Clock Reaction" sciencing.com, https://sciencing.com/activation-energy-iodine-clock-reaction-7246333.html. 11 April 2021.