CINÉTICA QUÍMICA - FATORES QUE DETERMINAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO

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Vf - Vi = 5,0mL – 0,5mL = 4,5mL

-Com uma pipeta de 1mL, colocamos 0,5mL de ácido clorídrico 6,0mol L-1.

-Com uma pipeta de 5mL, colocamos 4,5mL de água purificada.

- Em um béquer de 50 mL, juntamos o conteúdo das duas pipetas, obtendo ácido clorídrico 0,6mol L-1. .

A) Efeito da temperatura

-Em dois tubos de ensaio grandes colocamos cerca de 10,0 mL de solução 0,01 Mol L-1 de KMnO4 e 1,0 mL de H2SO4 1,0 Mol L-1.

-Deixamos o 1º tubo à temperatura ambiente e aquecemos o 2º em banho-maria entre 40-50 ºC.

-Adicionamos um prego em cada um dos tubos no mesmo instante, submergindo a mesma quantidade de prego em cada tubo.

-Deixamos os pregos dentro das soluções por aproximadamente 15 minutos e observamos o que aconteceu com as soluções.

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Imagem 1. KMnO4 0,01 Mol L-1 + H2SO4 1,0 Mol L-1 + prego. Início da reação sob temperatura ambiente.

Imagem 2. KMnO4 0,01 mol L-1 + H2SO4 1,0 mol L-1 + prego. Meio da reação sob temperatura ambiente.

Imagem 3. KMnO4 0,01 mol L-1 + H2SO4 1,0 mol L-1 + prego. Final da reação sob temperatura ambiente

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Imagem 4. KMnO4 0,01 Mol L-1 + H2SO4 1,0 Mol L-1 + prego. Início da reação sob aquecimento.

Imagem 5. KMnO4 0,01 mol L-1 + H2SO4 1,0 mol L-1 + prego. Meio da reação sob aquecimento.

Imagem 6. KMnO4 0,01 mol L-1 + H2SO4 1,0 mol L-1 + prego. Final da reação sob aquecimento.

Conclusão:

Podemos observar através deste experimento que a solução sob aquecimento obteve reação mais rápido do que a solução em temperatura ambiente. Tudo isto ocorre pois quando se aumenta a temperatura de um sistema, ocorre também um aumento na velocidade da reação. Aumentar a temperatura significa aumentar a energia cinética das moléculas.

B) Efeito da concentração

-Em dois tubos de ensaio colocamos 5,0 mL de solução 0, l mol L-1 de Na2S2O3.

-No primeiro tubo adicionamos 1,0 mL de HCl 6,0 mol L-1 e ao segundo tubo adicionamos 1,0 mL de HCl 0,6 mol L-1 no mesmo tempo.

-Observamos em qual deles aparece primeiro uma turvação amarelada devido ao enxofre formado enquanto tempo demorou as reações.

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Imagem 7. No primeiro tubo, há uma solução de Na2S2O3 0, l mol L-1 + HCl 6,0 mol L-1, tal solução reagiu de imediato. No segundo tubo, há uma solução de Na2S2O3 0, l mol L-1 + HCl 0,6 mol L-1, que continuou com a coloração esbranquiçada.

Conclusão:

Observa-se que o no primeiro tubo houve reação mais rapidamente que o segundo, neste caso, isso ocorreu pois as concentrações de ácido clorídrico são diferentes. No primeiro tubos temos HCl 6,0 mol L-1 , concentração maior que o segundo tubo, que tinha concentração 0,6 mol L-1 para a solução de HCl. Quanto maior a concentração dos reagentes maior será a velocidade da reação. Para que aconteça uma reação entre duas ou mais substâncias é necessário que as moléculas se choquem, de modo que haja quebra das ligações com consequente formação de outras novas. O número de colisões irá depender das concentrações de reagentes, devido a uma maior concentração haverá aumento das colisões entre as moléculas.

C) Efeito do catalisador

-Em dois tubos de ensaio colocamos um grânulo de zinco e l,0 mL de H2SO4 1,0 Mol L-1.

- Logo que se iniciou desprendimento de H2 (bolhas), juntamos 2 gotas de KMnO4 0,0l mol L-1 a cada um deles.

- A um dos tubos adicionamos um pequeno cristal de NaNO3. Observamos e documentamos os fatos que se sucederam nos dois tubos de ensaio.

-Foi substituído KNO3 por NaNO3.

Nessa experiência, a redução do KMnO4, diretamente pelo H2 liberado da reação do zinco como o H2SO4, é uma reação muito lenta. Contudo quando adicionamos KNO3 na solução, os íons de NO3 - formados reagem (reduzem) rapidamente com o H2 formando NO2- e água. Posteriormente, também de forma rápida, o NO2- reduz os íons de MNO4- da solução aquosa em íons de MN2+. Com este procedimento substituímos uma reação lenta por duas reações rápidas. [pic 8][pic 9][pic 10]

Imagem 8. Dois tudo com grânulo de zinco e H2SO4 1,0 Mol L-1.

Imagem 9. Com o início do desprendimento do H2, juntamos 2 gotas de KMnO4 0,0l mol L-1 a cada tubo.

Imagem 10. No primeiro tubo foi colocado os cristais de NaNO3.

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Imagem 11. Observa-se que no primeiro tubo, o que ganhou os cristais de NaNO3, o zinco foi consumido. E no segundo não houve a mesma reação.

Conclusões:

Observa-se que no primeiro tubo, o que ganhou os cristais de NaNO3, o zinco foi consumido. E no segundo não houve a mesma reação. Tal reação ocorreu pois o NaNO3 teve a função de catalisador. Os catalisadores são substâncias que aceleram o mecanismo sem serem consumidos durante a reação. Este fato ocorre porque permitem que a reação tome um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação, fazendo com que a reação se processe mais rápido. Um catalisador possui a propriedade de acelerar a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, porém, num período de menor tempo. Pode-se ser observado nesta equação:

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