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CINÉTICA QUÍMICA DE UMA REAÇÃO IÔNICA: EFEITO DA CONCENTRAÇÃO E DA TEMPERATURA Turma 64 Apresentação e Discussão dos Resultados: - Sobre efeito da concentração Tubo 1 Tubo 2 Condição Íon tiossulfato 0, 0005 mol. L- 1 Água Íon iodeto 0,5 mol. L-1 Íon perssulfato 0,01 mol. L-1 Amido A 2,0 8 10 10 3 gotas B 4,0 6 10 10 3 gotas C 7,0 3 10 10 3 gotas 10 --- 10 10 3 gotas Tabela 1: Volumes, em mL, das soluções utilizadas na preparação dos tubos 1 e 2 nas diferentes condições de temperatura a 25,0 °C. Cálculo das concentrações dos íons no início da reação > Para o íon Perssulfato Para cada 1 mol de perssulfato, é consumido 2 mols de Tiossulfato. Logo: [x] perssulfato = [x]tiossulfato/2 [x] = 0,000333333/2 mol/L [x] = 0,000167 mol/L ➢ [A]o C1v1 = [A]o.V2 [A]o.30L = 0,01 mol/L. 10L [A]o = 0,003333 mol/L ➢ [ [A]o – x] 0,003333 mol/L – 0,000167 mol/L [ [A]o – x] = 0,003167 mol/L ➢ Ln [ [A]o – x] Ln [0,003167] Ln [ [A]o – x] = -5,7550758 ➢ Para o íon Tiossulfato [A]o = Concentração do Início da Reação. [x] = Concentração do íon consumido na reação. C1.V1 = [A]o.V2 0,005mol/L. 2L = [A]o. (2+8,0+10+10)L [A]o = 0,01mol/30L [A]o = 0,000333333mol/L No final da reação, todo o tiossulfaro será consumido, pois é a fonte de Iodeto. Logo [x] = [A]o [x] = 0,000333333mol/L ➢ Para o íon Iodeto C1.V1 = [A]o.V2 0,5mol/L . 10L = [A]o . 30L [A]o = 0,166667mol/L Condição Tempo/s Íon tiossulfato Íon iodeto Íon perssulfato [A] o [x] [A] o [A] o [[A] o - x] Ln [[A] o - x] A 190 3,3x10-4 3,3x10-4 0,17 3,3x10-3 1,7x10-4 -5,78 B 225 6,7x10-4 6,7x10-4 0,17 3,3x10-3 3,4x10-4 -5,82 C 246 1,2x10-3 1,2x10-3 0,17 3,3x10-3 6,0x10-4 -6,03 D 370 1,7x10-3 1,7x10-3 0,17 3,3x10-3 8,3x10-4 -5,99 Tabela 2: Valores das concentrações em mol. L-1, dos íons tiossulfato, iodeto e perssulfato e tempo de reação a temperatura de 20°C Equação 08 Ln[ [A]o – x] = -K1.T + Ln[A]o Equação obtida: y = -0,0013x – 5,5393 Onde: Ln[ [A]o – x] = y K1 = 0,0013 T = x Ln[A]o -5,5393 Reescrevendo a equação obtida de acordo com a equação 08: Logo: Ln[ [A]o – x] = - 0,0013T – 5,5393 Calculando a concentração inicial de íon perssulfato a partir do gráfico: Ln[A]o = -5,5393 → A = e-5,5393 [A]o = 0,003929mol/L Tempo de vida da reação T1/2 = 0,693/K1 0,693/0,0013 533,077s Constante de velocidade da reação de Segunda Ordem de acordo com a equação 05 K2 = K1/[I-] 0,0013/0,003333 K2= 0,390/s TABELA 04 ➢ Íon tiossulfato [A]o = C1.V1/V2 0,005mol/L . 5L/30L [A]o = 0,000833333mol/L [x] = [A]o Logo: [x] = 0,000833333mol/L ➢ Íon Iodeto [A]o = C1.V1/V2 0,5mol/L . 10L/30L [A]o = 0,166667mol/L ➢ Íon Perssulfato [A]o = C1.V1/V2 0,01mol/L .10L/30L [A]o = 0,003333 mol/L [x]perssulfato = [x]tiossulfato/2 [x] = 0,000833333/2 [x] = 0,000417 mol/L [ [A]o – x] = 0,000417 – 0,003333 [ [A]o – x] = 0,002914 mol/L Ln([A]o/[A]o – x) Ln( 0,003333/0,002914) 0,133531393 Dados: t/cº tempo/s Ln [ [A]o/ [ [Ao] – x] ] [I-] 10 642 0,133531393 0,16667 Fórmula K1/s-1 K1 = 1/T . Ln ( [A]o/ [A]o – x ) K1 = 1/642 . Ln (0,133531393 K1 = 0,000207993/s Fórmula K2.s.mol.L K2 = K1/[I-] K2 = 0,000207993.s/0,16667mol/L Ln K2 Ln (0,001247957) = -6,686248 T/K = 283K (1/T)K = 1/283 -= 0,003534 O mesmo foi realizado para os outros valores das tarefas abaixo. Equação 15 LnK2 = -[Ea/R].1/T + LnA Equação obtida y = - 6319,3x + 15,681 onde: LnK2 = y Ea/R = 6319,3 1/T = x LnA = 15,681 Reescrevendo a equação obtida de acordo com a equação 15 LnK2 = -6319,3.1/T + 15,681 ➢ Energia de ativação Ea/R = 6319,3 Ea = 6319,3.R Ea = 6319,3 . 8,314 Ea = 52538,6602 J/mol ➢ Frequência da Reação: LnA = 15,681 A = e15,681 A = 6459096,466
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