CINÉTICA DA HIDRÓLISE ALCALINA DO ACETATO DE ETILA

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DA PRÁTICA: 
CINÉTICA DA HIDRÓLISE ALCALINA DO 
ACETATO DE ETILA 
 
 
 
 
Aluno: Vítor Patrício da Silva Medeiros – 2017210275. 
Disciplina: Físico-Química Experimental. 
Professor: Antonio Luciano. 
 
 
 
Seropédica/RJ 
2019 
 
1. INTRODUÇÃO 
O Acetato de etila é um solvente orgânico oxigenado, um éster líquido à 
temperatura ambiente, incolor, volátil, de polaridade moderada, sendo instável 
na presença de bases fortes e ácidos aquosos (1). 
As reações de hidrólise podem ser definidas por reações de quebra de 
uma molécula por água. Na Química Orgânica, hidrólise inclui reações de 
saponificação de ácidos graxos e ésteres, inversão de açúcares e quebra de 
proteínas. A hidrólise do acetato é uma reação complexa, chamada reação não 
elementar, que possui uma série de etapas intermediárias de reações 
elementares (1). 
Quando se estuda a cinética de uma reação, observa-se que a ordem de 
reação nem sempre coincide com a estequiometria. A cinética de reação, neste 
caso, não é representada simplesmente por uma única etapa, mas envolve 
várias etapas intermediárias do processo (1). 
Conforme (2), a velocidade de uma reação pode ser descrita como aquela 
à qual o sistema reacional se aproxima do estado de equilíbrio. Diversos fatores 
como concentração, temperatura, pressão e ausência de catalisadores 
interferem na cinética da reação. 
Uma reação de segunda ordem é aquela à qual a velocidade da reação 
proporcional ao produto das concentrações de dois reagentes. 
Consequentemente, as leis de velocidades de segunda ordem envolvem dois 
reagentes, e para ambos a concentração depende do tempo. 
A reação de hidrólise do acetato de etila, como mostrada abaixo, pode ser 
catalisada tanto em meio ácido quanto em meio alcalino com aumento 
considerável na sua velocidade, conforme na equação 1*: 
 
H3CCOOCH2CH3 + NaOH(l) → H3CCOONa(aq) + C2H5OH 1* 
 
Trata-se então de uma reação reversível, deste modo podemos escrever 
a lei de velocidade conforme a equação 2*: 
 
− 𝑑[𝐸𝑡𝐴𝑐] 
𝑑𝑡
 = 𝑘1 [𝐸𝑡𝐴𝑐][𝑁𝑎𝑂𝐻] − 𝑘2 [𝐸𝑡𝑂𝑁𝑎][𝐻𝐴𝑐] 2* 
Neste contexto, como a reação será forçada na direção dos produtos, 
pode-se dizer que após um tempo relativamente grande (t∞), todo o éster foi 
hidrolisado. 
Considera-se a e b as concentrações iniciais de éster e o hidróxido 
respectivamente, sendo x a concentração do produto formado, a expressão da 
velocidade de reação será dada pela equação diferencial representada a seguir, 
em 3*: 
dx
dt
= K(a − x)(b − x) ou 
dx
(a−x)(b−x)
= kdt 3* 
Assim, verifica-se que a velocidade em que ocorre o aparecimento dos 
produtos, depende da constante de velocidade k e das concentrações dos 
reagentes. 
Considerando-se que a e b sejam iguais, ou seja, possuindo a mesma 
concentração inicial de acetato e de hidróxido, temos a equação 4*: 
 
a = b → a − x = b − x 4* 
Tornando a equação 5* (da velocidade da reação), sendo apresentada da 
seguinte forma: 
dx
(a−x)2
= kdt 5* 
 
Integrando esta equação 6*, tem-se: 
 
1
a−x
− 
1
a
= kt 6* 
 
A condutância de uma solução em qualquer tempo (t) depende da 
condutividade e das concentrações dos reagentes e produtos. Entende-se que 
considerando que a condutância do éster e do álcool são muito pequenas, leva-
se em conta apenas os íons –OH e acetato, resultando em 7*: 
 
Lf = (a − x)Lbase + x Lacetato ou Lf = aLbase + x(Lacetato − Lbase) 7* 
 
Onde em uma manipulação, tem-se 8*: 
 
x =
Lf−aLbase
Lacetato−Lbase
 8* 
 
No tempo infinito, todo a base reagiu em 9*, logo a condutância será: 
 
L∞ = a Lacetato → Lacetato =
L∞
a
 9* 
 
Já no tempo zero em 10*, a condutância é: 
 
L0 = a Lbase → Lbase =
L0
a
 10* 
 
Substituindo as equações 9* e 10* na 11*, observa-se: 
 
x =
Lf−L0
L∞
a
−
L0
a
 11* 
 
 
Rearranjando a equação 11* em 12*, tem-se: 
 
x = (
Lf−L0
L∞−L0
) a 12* 
 
Da equação da velocidade, tem-se a equação 13*, temos: 
 
a−a+x
a (a−x)
= kt 13* 
 
Simplificando, tem-se 14*: 
 
x
a−x
= kat 14* 
 
Substituindo a equação 14 na 15*,16* e 17*, temos: 
 
(
Lf−L0
L∞−L0
)a 
a−(
Lf−L0
L∞−L0
)a 
= kat 15* 
 
Lf−L0
 L∞−L0−Lf+L0
= kat 16* 
 
Lf−L0
 L∞−Lf
= kat 17* 
 
A equação 17* será usada como equação da reta, onde 
Lf−L0
 L∞−Lf
 é o y, t é o 
x e ka será o coeficiente angular da reta, ou seja, graficamente tem-se a 
expressão 18*: 
 
tgα = ka 18* 
 
 
2. OBJETIVO 
Determinar a velocidade específica (k) da cinética de segunda ordem da 
hidrólise do acetato de etila, utilizando o método condutivimétrico. 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Colocou-se, em bécher de 100mL, a barra magnética e adicionou-se 
30mL de NaOH 0,02N e 30mL de água destilada. Levou-se ao banho 
termostático localizado sobre o agitador magnético. Introduziu-se a célula de 
condutividade no reator. Aguardou-se o equilíbrio térmico e anotou-se a 
temperatura do banho e o valor da condutividade (L0). Lavou-se e secou-se a 
célula e colocou-se 30mL de acetato de sódio 0,02N e 30mL de água destilada 
no reator. Mediu-se a condutividade da solução, como foi realizado no item 
anterior e anotou-se o valor, que será a condutividade no tempo infinito (L∞). 
Colocou-se a célula condutivimétrica em um agitador magnético e com 
muito cuidado introduziu-se a barra magnética. Colocou-se 30mL de acetato de 
etila 0,02N e ligou-se o agitador. Adicionou-se rapidamente 30mL de solução de 
NaOH 0,02N e acionou-se o cronômetro, em seguida, anotou-se a condutividade 
da mistura nos tempos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 15 e 20 minutos. 
 
3.1 MATERIAIS 
Os materiais utilizados na prática foram: 
 Bécher. 
 Barra magnética. 
 Agua destilada. 
 Agitador magnético. 
 Condutivímetro. 
 Reator. 
 Pipetas volumétricas de 25mL e 10mL. 
 Bacia contendo água. 
 Cronômetro. 
 Pera, garra, suporte. 
 Acetato de etila 0,02N, acetato de sódio 0,02N. 
 Erlenmeyer. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Os resultados experimentais podem ser observados a partir da Tabela 1, 
conforme verifica-se a seguir. 
Tempo (min) L (mS) Lo (mS) L∞ (mS) Lf-Lo/L∞-Lf 
1 2,160 2,250 0,853 0,069 
2 2,070 2,250 0,853 0,148 
3 1,962 2,250 0,853 0,260 
4 1,893 2,250 0,853 0,343 
5 1,843 2,250 0,853 0,411 
6 1,790 2,250 0,853 0,491 
8 1,710 2,250 0,853 0,630 
10 1,644 2,250 0,853 0,766 
12 1,590 2,250 0,853 0,896 
15 1,523 2,250 0,853 1,085 
20 1,440 2,250 0,853 1,380 
 Tabela 1- Informações experimentais para a obtenção da velocidade específica. 
Deve se atentar que a temperatura de equilíbrio para o Lo foi 29°C e para 
o L∞ foi 30°C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tabela 1- Informações experimentais para a obtenção da velocidade específica. 
 
Graficamente foi possível realizar o cálculo experimental da constante k 
da velocidade, através da equação da reta fornecida pelo mesmo gráfico, 
conforme verifica-se na Figura 1. 
Para a determinação da velocidade específica k, observa-se as 
informações contidas no gráfico, como a equação dada y = 0,0688x + 0,0511, a 
partir do coeficiente angular calcula-se conforme a expressão. 
tgα = ka, substituindo na expressão tem-se: 
k =
tgα
a
= 
0,0688
0,02
= 3,44
mol. L
min
 
 
5. CONCLUSÃO 
Através dessa prática, conseguiu-se calcular e verificar 
experimentalmente a constante k da velocidade da reação da hidrólise do 
acetato de etila. Foi possível a avaliar a eficiência do procedimento pelo R2 que 
apresentou um valor satisfatório para ser considerado positivo e válido para esse 
experimento. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
(1) LEVENSPIEL, O. Engenharia das Reações Químicas. 1ª. Edição, Edgard 
Blücher, 2000. 
(2) ATKINS, P. Físico-Química, volume 3, 7ª edição. Rio de Janeiro: LTC-Livros 
Técnicos e Científicos Editora S. A., 2004. 
 
 
y = 0,0688x + 0,0511
R² = 0,9942
0,0000,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
1,600
0 5 10 15 20 25
(𝐿
_
𝑓
−
𝐿
_
0
)/
( 
𝐿
_
∞
−
𝐿
_
𝑓
)
Tempo (min)
Condutividade