Relatório 7

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Universidade Estadual da Paraíba - UEPB
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS
Departamento de Farmácia
Disciplina: Físico-Química Experimental
Docente: Paula Fabiane do Nascimento
Discentes:
Paulo Henrique de Bezerra Morais
Yana Soares Elias
Thatyane Ellen Baracho de Albuquerque Farias
Experimento N° 07: DETERMINAÇÃO DA ORDEM DE REAÇÃO ENTRE
TIOSSULFATO DE SÓDIO E ÁCIDO CLORÍDRICO – MÉTODO DE VELOCIDADE
INICIAL
Campina Grande - PB
Setembro de 2021
DADOS
Quadro 04: Dados do procedimento 1 realizados na temperatura 25°C.
Combinações Tempo de
reação
(seg)
ln 1/t Na2S2O3
[A0] (mol/L)
ln [A]0
1 12,09 -2,4923 0,25 -1,3862
2 16,85 -2,8243 0,2 -1,6094
3 17,61 -2,8684 0,15 -1,8971
4 34,8 -3,538 0,075 -2,5902
5 51,17 -3,9351 0,05 -2,9957
Quadro 05: Dados do procedimento 2 realizado na temperatura 25°C.
Combinações
Tempo de reação
(seg) ln 1/t [H+]=[B]0 ln [B]0
1 6,84 -1,9227 0,1 M -2,3025
2 10,33 -2,335 0,07 M -2,6592
3 12,66 -2,5384 0,05 M -2,9957
Quadro 06: Dados do procedimento 3 realizado na temperatura 10°C.
Combinações
Tempo de reação
t (seg) ln 1/t
1 29,77 -3,3935
2 43,32 -3,7686
3 116,5 -4,7578
APLICAÇÃO DOS RESULTADOS
1- Qual o tipo de reação estudada?
R.: A reação estudada é do tipo oxirredução pois há transferência de elétrons entre
espécies químicas de substâncias que reagem entre si.
(S2O3)-2 (aq) + 2H+ S(s) + SO2(g) + H2O→
2- Escrever a equação diferencial de velocidade da reação.
R.:
Os expoentes e são conhecidos como a ordem da reação com relação aos seusα β
respectivos componentes, ânion tiossulfato e cátion H+ .
3- Determinar graficamente a ordem da reação com relação ao S2O32 e ao H+.
R.:
Quadro 04: Dados do procedimento 1 realizados na temperatura 25°C.
Combinações Tempo de
reação
(seg)
ln 1/t Na2S2O3
[A0] (mol/L)
ln [A]0
1 12,09 -2,4924 0,25 -1,3862
2 16,85 -2,8243 0,2 -1,6094
3 17,61 -2,8684 0,15 -1,8971
4 34,8 -3,538 0,075 -2,5902
5 51,17 -3,9351 0,05 -2,9957
Gráfico 1: Relação ln 1/t versus ln[A]0
= 0,8613α
Quadro 05: Dados do procedimento 2 realizado na temperatura 25°C.
Combinações
Tempo de reação
(seg) ln 1/t [H+]=[B]0 ln [B]0
1 6,84 -1,9227 0,1 M -2,3025
2 10,33 -2,335 0,07 M -2,6592
3 12,66 -2,5384 0,05 M -2,9957
Gráfico 2: Relação ln 1/t versus ln[B]0
= 0,8909β
Quadro 06: Dados do procedimento 3 realizado na temperatura 10°C.
Combinações
Tempo de reação
t (seg) ln 1/t
1 29,77 -3,3935
2 43,32 -3,7686
3 116,5 -4,7578
4- Calcular a ordem da reação global.
R.: A reação global consiste na soma das ordens de reação das espécies químicas
pelo método das concentrações em excesso:
Ordem da reação com relação a 𝑆
2
𝑂
3
−2(α) = 0, 8613 
Ordem da reação com relação ao 𝐻+(β) = 0, 8909
Ordem da reação global = α + β → 0, 8613 + 0, 8909 = 1, 7522
5- Determinar a constante de velocidade para as temperaturas utilizadas
nos procedimentos 1 e 3, usando a equação (9).
R.: A expressão abaixo determina representa matematicamente a obtenção do
valor da constante de velocidade .[𝐵] = [𝐻+]
Determinação K
𝑀
1
× 𝑉
1
= 𝑀
2
× 𝑉
2
2 × 5 = 𝑀
2
× 30
𝑀
2
= 0, 33
𝑙𝑛[𝐵] = 𝑙𝑛 0, 33 =− 1, 1087
Determinação K
𝑙𝑛𝐾 = 𝑙𝑛 1𝑇 − β𝑙𝑛[𝐵]0 − α 𝑙𝑛[𝐴]0 + 𝑙𝑛𝐶
Procedimento 1
1º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 2, 4924) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 1, 3862)] + (− 1, 9661)
𝑙𝑛𝐾 = − 2, 2768
𝐾 = 𝑒−2,2768
𝐾 = 0, 1026
2º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 2, 8243) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 1, 6094)] + (− 1, 9661)
𝑙𝑛𝐾 = − 2, 4164 
𝐾 = 𝑒−2,4164
𝐾 = 0, 0892
3º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 2, 8684 − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 1, 8971)] + (− 1, 9661)
𝑙𝑛𝐾 = − 2, 2127
𝐾 = 𝑒−2,2127
𝐾 = 0, 1094
4º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 3, 538) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 2, 5902)] + (− 1, 9661)
𝑙𝑛𝐾 =− 2, 2854
𝐾 = 𝑒−2,2854
𝐾 = 0, 1017
5º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 3, 9351) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 2, 9957)] + (− 1, 9661)
2,3332𝑙𝑛𝐾 = −
𝐾 = 𝑒−2,3332
𝐾 = 0, 0969
Procedimento 3
1º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 3, 3935) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 1, 3862)] + (− 1, 9661)
𝑙𝑛𝐾 = − 3, 1779
𝐾 = 𝑒−3,1779
𝐾 = 0, 0416
2º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 3, 7686) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 1, 6094)] + (− 1, 9661)
- 3,3607𝑙𝑛𝐾 =
𝐾 = 𝑒−3,3607
𝐾 = 0, 0347
3º combinação
𝑙𝑛𝐾 = (− 4, 7686) − [(0, 8909) × (− 1, 1087)] − [(0, 8613) 𝑥 (− 1, 8971)] + (− 1, 9661)
𝑙𝑛𝐾 =− 4, 1129
𝐾 = 𝑒−4,1129
𝐾 = 0, 0163
6- Determinar o valor de k médio para cada temperatura.
R.:
Procedimento 1:
𝐾𝑚 = 𝑘1+𝑘2+𝑘3+𝑘4+𝑘55
𝐾𝑚 = 0,1026 + 0,0892 + 0,1094 + 0,1017 + 0,09695
𝐾𝑚 = 0, 09996
Procedimento 2:
𝐾𝑚 = 𝑘1+𝑘2+𝑘33
𝐾𝑚 = 0,0416 + 0,0347 + 0,01633
𝐾𝑚 = 0, 03086
7- Determinar a energia de ativação utilizando a equação (7.11) e
graficamente através do gráfico de log k versus 1/T.
R.: Procedimentos 1 e 3
𝑇
1
= 25 + 273 = 298
𝑇
2
= 10 + 273 = 283
x k𝑅 = 8, 31 𝑗 𝑚𝑜𝑙 
𝐾
𝑚1
= 0, 9996
𝐾
𝑚2
= 0, 03086
𝑙𝑛
𝐾
1
𝐾
2
=
𝐸
𝑎
𝑅 ×
1
𝑇
2
− 1𝑇
1
( )
𝑙𝑛 0,99960,03086 =
𝐸
𝑎
8,31 ×
1
283 −
1
298( )
3, 4779 =
𝐸
𝑎
8,31 × 3, 5335 × 10
−3 − 3, 4129 × 10−3( )
3, 4779 =
𝐸
𝑎
8,31 × 1, 0206 × 10
−4
3, 4779 𝑥 8, 31 = 𝐸𝑎 × 1, 0206 × 10−4
𝐸𝑎 × 1, 0206 × 10−4 = 3, 4779 𝑥 8, 31
𝐸𝑎 = 3,4779 𝑥 8,31
1,0206×10−4
𝐸𝑎 = 283. 179, 98 𝑗/𝑚𝑜𝑙 
Quadro 07: Relação ln k versus 1/T
Variáveis Procedimento 1 Procedimento 3
Temperatura (Kelvin) 298 283
1/T 0,003355 0,003533
K 0,9996 0,03086
lnK -0,0004 -3,4782
Gráfico 3: Relação ln k versus 1/T
8- Explique a influência da temperatura sobre a velocidade de reação (teoria
cinética) e comprove na experiência que você realizou.
R.: Quanto mais calor, mais agitadas ficam as moléculas, ou seja, haverá mais
colisões entre as moléculas gerando mais energia, dessa forma, com o aumento da
temperatura, há também o aumento da energia cinética e consequentemente uma
velocidade de reação maior.
É possível comprovar através do experimento, pois a constante de velocidade
do procedimento 1, que foi realizado a uma temperatura de 25ºC, foi maior que
a constante do experimento 3, que foi realizado a uma temperatura de 10ºC.
9- Explique por que se mantém constante uma das concentrações durante a
experiência?
R.: É necessário que mantenha uma das concentrações constantes para que
possamos encontrar a ordem de reação do outro componente. No procedimento 1,
manteve-se constante a concentração do HCl para que assim fosse possível
descobrir a ordem de reação do Na2S2O3, já no procedimento 2, manteve-se
constante a concentração do Na2S2O3, para que fosse possível obter a ordem de
reação do HCl.
10- A energia de ativação é uma grandeza experimental? Como podemos
determiná-la?
R.: Sim, a energia de ativação é considerada uma grandeza experimental. E pode
ser determinada por um gráfico do logaritmo natural da constante de velocidade
versando com o inverso da temperatura, utilizando o coeficiente angular da reta
formada.
PRÉ-RELATÓRIO SOBRE CINÉTICA QUÍMICA
1. Faça uma distinção clara entre velocidade de reação, equação de velocidade
e constante de velocidade.
R.: A velocidade de uma reação química pode ser definida como sendo a variação
da concentração de um dos componentes que toma parte na reação em função do
tempo. A equação da velocidade é dada pelo produto entre a constante
característica da reação numa determinada temperatura e as concentrações dos
reagentes elevadas aos seus respectivos expoentes. Já a constante de velocidade
depende da temperatura em que a reação química está sendo processada.
2. Diga corretamente o que é uma lei de velocidade.
R.: É uma ferramenta que permite calcular a velocidade tanto elementares como
também das não elementares e é dada pelo fórmula:
v = K. [A]a.[B]b, que relaciona a constante de velocidade com as concentrações de
cada reagente pela ordem de cada reagente
3. O que entende por ordem de uma reação?
R.: A ordem de uma reaçãoé uma relação matemática que serve para relacionar a
velocidade da reação com a concentração em quantidade de matéria dos reagentes.
Essa ordem da reação pode ser dada em relação a apenas um dos reagentes ou
pode ser uma ordem global da reação: Se for em relação a um determinado
reagente, a ordem será igual ao expoente da sua concentração na expressão da lei
da velocidade; Se for a ordem global da reação, ela será obtida por meio da soma
dos expoentes na equação da lei da velocidade, também conhecida como lei de
ação das massas ou lei de Guldberg-Waage.
4. Citar e discutir alguns fatores que alteram a velocidade de uma reação.
R.: Entre os principais fatores que alteram a velocidade de uma reação, estão:
temperatura, concentração, superfície de contato e catalisadores. Quanto maior for a
temperatura maior será a velocidade de uma reação; Quanto maior for a
concentração dos reagentes, maior será a velocidade da reação; Quanto maior a
superfície de contato dos reagentes, maior será a velocidade da reação; O uso de
catalisadores aumenta a velocidade das reações.
5. Quais os métodos de tratamento de dados cinéticos experimentais?
Comente sobre eles.
R.: Método de Análise Integral - Seleciona-se um suposto modelo cinético e sua
correspondente equação de velocidade integrada.
Método Diferencial - O método diferencial é aplicado diretamente na equação
diferencial da velocidade a ser testada e permite avaliar todos os termos da
equação.
Método do Tempo de Meia-Vida - Quando a concentração de um componente
reacional é acompanhada ao longo do tempo, pode-se ter uma ideia da grandeza da
ordem da reação utilizando-se os tempos de meia-vida.
Método dos Tempos de Vida Parciais - A etapa inicial deste método é bastante
simples: a determinação dos tempos de vida parcial de uma reação química.
6. Comente sobre a dependência da velocidade de reação com a temperatura.
R.: A velocidade da reação depende completamente da temperatura pois o aumento
da temperatura faz com que se tenha mais energia cinética das partículas tendo
mais colisões com mais energia aumentando também as colisões efetivas e tudo
isso resulta na em uma rapidez da reação.
7. O que é energia de ativação?
R.: A energia de ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que a
colisão entre as partículas dos reagentes, feita em uma orientação favorável, seja
feita e resulte em reação. As reações só ocorrem quando os reagentes possuem
energia de ativação (ou energia mínima necessária, que varia de reação para
reação; tanto na quantidade como na forma) ou quando ela é fornecida a eles. Por
exemplo, quando o sódio metálico entra em contato com a água. Uma forma de
tornar uma reação química mais veloz é reduzindo a energia de ativação, pois,
quanto menor ela for, mais rápido o complexo ativado será formado e,
consequentemente, mais rápida será a obtenção dos produtos. Para reduzir a
energia de ativação e, assim, acelerar a reação, uma alternativa é utilizar um
catalisador, o qual é uma substância química que deve ser adicionada ao meio
reacional (reação), que participa da formação do complexo ativado, porém não
forma nenhuma substância no produto, ou seja, é recolhido ao final e pode ser
reutilizado.
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-catalisador.htm