Cinética quimica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
Centro de Ciências Exatas 
Departamento de Química 
Laboratório de Físico Química Experimental 
 
 
Av. Fernando Ferrari, 514 - Campus Goiabeiras, 29075-910 - Vitória - ES - Brasil 
Fone: (++55-27) 4009-2487 - Fax: (++55-27) 4009-2823 - http://www.cce.ufes.br/dfis/lmc.htm 
 
 
 
Cinética química 
 
 
 
 
Cintia Souza Schettino 
 
 
 
 
Relatório científico da disciplina Físico Química 
 
 
 
 
 
 
Vitória, 26 de julho de 2021 
 
 
 
 
 
 
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1. Resumo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Introdução 
A cinética química estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam, 
bem como a possibilidade de controlá-la, tornando a reação mais rápida ou mais lenta. 
Algumas reações são tão rápidas que parecem ser instantâneas, outras são mais lentas, 
levando horas, dias ou até vários anos para se completarem.
 
A velocidade de uma reação química é a relação entre a quantidade de “reagente 
consumido” e o tempo em que a variação foi medida. Com isso a velocidade das reações 
química aumenta quando há alteração de alguns fatores importantes que são levados em 
consideração, como a temperatura, concentração do reagente, uso de catalisadores, área 
superficial. 
 
Dentro de lei da velocidade tem-se a relação reagente e produto: 
R → P 
 Onde R é um reagente e P é um produto, portanto, a concentração de R deve 
diminuir durante o decorrer da reação enquanto a concentração de P deve aumentar. Em 
uma equação geral usa-se a seguinte regra: 
 
aA + bB → cC + dD 
A velocidade da reação pode ser expressa em função da concentração dos reagentes 
através da lei de velocidade das reações: 
V = k.[A]
a
.[B]
b
 
Sendo [A] e [B] são as concentrações dos reagentes A e B, k é constante de 
velocidade da reação que dependerá da temperatura, o expoente “a” é a ordem da reação 
em relação ao reagente A e “b” é a ordem da reação em relação ao reagente B. 
 
 
 
 
 
 
 
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Para uma reação de primeira ordem: 
 
 
 
 
 (
 
 
) 
Para uma reação de segunda ordem: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na cinética, a condição para que uma reação química ocorra, precisa que tenha uma 
colisão entre as moléculas dos reagentes. Se cada colisão resultasse em reações 
químicas, as reações seriam todas rápidas. O fato de existir reações lentas, leva-nos a 
indagar que duas moléculas reajam entre si, elas precisam ter ao se encontrarem uma 
energia cinética igual ou superior a um valor determinado, chamado de energia de 
ativação (E°). A energia de ativação está diretamente relacionada com a rapidez da 
reação química. A mais rápida, é a que apresenta menor valor para a energia de 
ativação, e a mais lenta é a que apresenta maior valor para a energia de ativação.
 
Os catalisadores são muito utilizados na indústria principalmente porque eles têm por 
função acelerar a reação sem alterar a formação, ou a quantidade formada de produtos. 
Quando se utiliza o catalisador a reação tem seu caminho reacional diminuído, ou seja, 
diminui a energia de ativação, fazendo com que a reação se torne mais rápida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Procedimento experimental 
A) Método de retirada de alíquota na determinação da constante de velocidade 
da reação: 
Inicialmente pesou-se uma massa de 4,99 g de hidróxido de sódio para preparo de 
uma solução 0,25 mol/L e então se transferiu a quantidade pesada para um balão de 500 
mL e o mesmo foi completo com água destilada. 
A quantidade de 10 mL da solução de hidróxido de sódio foi padronizada utilizando 
uma solução de biftalato de potássio preparado a partir de uma massa de 0,5201 g e 
fenolftaleína como indicador. 
Foi preparada 250 mL de solução de ácido clorídrico com concentração 1,0 mol/L 
partindo de uma solução de título 37% e densidade 1,18g/mL. Com isso titulou-se 5,0 
mL da solução preparada de ácido clorídrico com a solução padronizada de NaOH para 
determinação de Vo. 
 
B) Método contínuo na determinação da constante de velocidade da reação: 
 
Para esta etapa, foi pesada uma massa de 0,159 gramas de NaOH e diluído no balão 
de 100 mL a fim de preparar uma solução na concentração de 0,04 mol/L. A partir dessa 
solução foi retirada uma alíquota de 50 mL da solução de NaOH 0,04 mol/L juntamente 
com 50 mL de acetato de etila comercial colocada em um erlenmeyer de 200 mL. 
Mediu-se a condutividade (kt) em intervalos de 5 minutos até a estabilização. Após a 
estabilidade da condutividade aguardou-se um tempo de 30 minutos e então mediu-se a 
condutividade infinita (k∞). 
 
 
 
 
 
 
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4. Discussão dos resultados: 
A) Método de retirada de alíquota na determinação da constante de velocidade da 
reação: 
O preparo do NaOH 0,25 mol/L foi realizado utilizando uma massa de 4,99 g de 
NaOH em um balão de 500 mL dissolvido em água destilada e o mesmo foi 
padronizado com biftalato de potássio e como indicador foi utilizado fenolftaleína. Para 
calcular V0, a 5,0 mL de solução de HCl 1,0 mol/L foi titulada com NaOH já 
padronizado. 
Para determinação da constante de velocidade à 25 ºC e 40 ºC foi adicionado 100 
mL de HCl 1,0 mol/L e 5,0 mL de acetato de etila P.A a um erlenmeyer de 250 mL, nos 
tempos pré determinados (25, 40, 55, 70, 85, 100 minutos) foram transferidas alíquotas 
de 5,0 mL de solução para um erlenmeyer de 125 mL contando fenolftaleína em banho 
de gelo e titulado com NaOH padronizado e o volume utilizado está presente na Tabela 
1. 
Tabela 1 - Dados referentes às titulações de 25 a 180 minutos a 25 ºC 
Tempo (min) Vt (mL) V∞ (mL) [A0 – x] 
25 20,5 24,6 4,1 
40 21,0 24,6 3,6 
55 21,1 24,6 3,5 
70 22,2 24,6 2,4 
85 22,6 24,6 2,0 
100 21,9 24,6 2,7 
180 24,6 24,6 0 
 
 
 
 
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Tabela 2: Dados referentes às titulações de 25 a 180 minutos a 40 ºC 
Tempo (min) Vt (mL) V∞ (mL) [A0-x] 
25 20,3 25,4 5,1 
40 21,5 25,4 3,9 
55 22,2 25,4 3,2 
70 23,1 25,4 2,3 
85 23,7 25,4 1,7 
100 24,6 25,4 0,8 
180 25,4 25,4 0 
 
Determinação da ordem de reação é dada pela relaçãoda concentração de A com a 
equação abaixo 
 
Sabendo que a reação é dada por 
CH3COOC2H5(aq) + H2O→ CH3COOH(aq) + CH3CH2OH(aq) 
Na lei da velocidade, a concentração da água não é levada em consideração, portanto 
a ordem de reação é primeira ordem, sendo assim, conseguimos plotar os gráficos já 
linearizados para temperaturas de 25 e 40 ºC representados nas Figuras 1 e 2 
respectivamente. 
 
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Figura 1 – Gráfico de primeira ordem da concentração pelo tempo. 
 
 
 
Figura 2 – Gráfico de primeira ordem da concentração pelo tempo. 
y = -0,08x + 0,7188 
R² = 0,9194 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
25 40 55 70 85
lo
g 
[A
0
-x
] 
Tempo (min) 
 Temperatura de 25 ºC 
y = -0,1184x + 0,8343 
R² = 0,9934 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
25 40 55 70 85
lo
g[
A
0
-x
] 
Tempo (min) 
Temperatura 40 ºC 
 
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 Constante de velocidade para 25°C 
 
 
 
 
 
 Tempo de meia vida para 25°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Constante de velocidade para 40°C 
 
 
 
 
 
 
 Tempo de meia vida para 40°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Energia de ativação 
 
 
 
 
 
 
(
 
 
 
 
 
) 
 
 
 
 
 
 
(
 
 
 
 
 
) 
 
 
 
( ) 
 
( )
 
 
 
 
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 O fator de freqüência de colisões 
 
 
 
Para a temperatura de 25°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para a temperatura de 40°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B) Método contínuo na determinação da constante de velocidade da reação: 
 
A massa de NaOH utilizada para preparo da solução de concentração 0,04 mol/L foi 
determinada a partir da sua massa molar (MMNaOH) e a concentração final da solução. 
 
 
 
 
 
 
Foi adicionado em um erlenmeyer 50 mL da solução de hidróxido de sódio 
juntamente com 50 mL de acetato de etila comercial e foram medidas as condutividades 
(kt) em intervalos de 5 minutos e após 30 minutos após a estabilização, esses valores 
podem ser encontrados na Tabela 3. 
 
 
 
 
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Tabela 3 – condutividade da solução em função do tempo. 
Tempo 
(min) 
Condutividade 
(μS/cm) 
0 1941 
0,02 1367 
5 1353 
10 1343 
15 1342 
21 1337 
26 1328 
31 1324 
36 1322 
41 1315 
49 1313 
56 1310 
62 1309 
70 1297 
76 1295 
∞ 1271 
 
Partindo dos dados da Tabela 3 podemos calcular a concentração de A em cada 
momento pela equação abaixo. Os valores encontrados estão relacionados na Tabela 4. 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 4 – Concentração da solução nos tempos medidos. 
Tempo 
(min) 
Concentração 
(mol/L) 
0,02 96 
5 82 
10 72 
15 71 
21 66 
26 57 
31 53 
36 51 
41 44 
49 42 
56 39 
62 38 
70 26 
76 24 
 
A reação do acetato de etila com o hidróxido de sódio é dada por: 
CH3COOC2H5(aq) + NaOH(aq) → NaCH3COO(aq) + C2H5OH(aq) 
 
Sabe-se que a ordem de reação é dada pela soma dos coeficientes estequiométricos 
dos reagentes, podemos dizer que esta reação é de segunda ordem. Sendo assim, 
podemos plotar o gráfico correspondente já com ajuste linear mostrado na Figura 3. 
 
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Figura 3 – Gráfico de segunda ordem da concentração pelo tempo. 
 
Pela equação da reta dada a partir da linearização, podemos dizer que a constante de 
velocidade da equação regente é o coeficiente angular dessa reta, portanto: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
y = 0,0021x + 0,0058 
R² = 0,8728 
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0,02 5 10 15 21 26 31 36 41 49 56 62 70 76
1
/[
A
] 
Tempo (min) 
 
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5. Bibliografia 
 
ATKINS,P. W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e 
o meio ambiente. 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965p. (SOUZA, 2005) 
 
CONSTANTINO, M. G; da Silva G. V. J; DONATE, P. M. Fundamentos de Química 
Experimental. 2. ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2014. 
 
ATKINS, P. W.; PAULA, J., Físico- Química, 8a ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
BALL, David W. Físico-Química. Thomson, 2005, 877p.