06 - Reação de Decomposição Da Sacarose
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INVERSÃO CATALIZADA DA SACAROSE
Aline Cristine Ordane de Melo (1); Elis Regina Vieira(1); Keile Aparecida de Castro (1); Lucas
dos Santos Araújo (1); Pedro Henrique Vieira (1); Raquel Oliveira Justa(1); Wanderlúcio
Barbosa de Oliveira (1); Kleper Oliveira Rocha(2)
1) Graduandos em Engenharia Química do Centro Universitário de Patos de Minas – UNIPAM
[email protected] (2) Professor do curso de Engenharia Química do Centro Universitário de Patos de Minas – UNIPAM.
INTRODUÇÃO
A lei da velocidade da reação química é uma equação que determina a velocidade em
que os reagentes são consumidos e, consequentemente, a velocidade de que os produtos serão
formados. (KALILBN, 2008)
As velocidades de reação podem ser de ordem zero onde independe da concentração de
reagente. Podem ser também de primeira ordem onde a velocidade da reação é diretamente
proporcional da concentração de reagentes. Já a velocidade de reação de segunda ordem são
aquelas em que a velocidade de reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações
de dois reagentes. (SILVA et al., 2010)
A sacarose (figura 1) é um dissacarídeo de glicose e frutose encontrado em maior
abundância na natureza como, por exemplo, em todos os vegetais fotossintéticos
(BENEDICTO, 2005)
Figura 1 - Estrutura da Sacarose
Para a determinação do grau Brix (°Bx) da sacarose utiliza-se a refratometria que é a
determinação da refração da luz incidida sobre um meio, no caso a solução. O índice de refração
identifica líquidos tais como sua pureza, e seu índice é definido pela reação entre a velocidade
da luz no vácuo e no meio reacional, ou seja, quando um feixe de luz se desloca em um meio
reacional e incide na superfície de outro meio, este será retratado e mudará de direção em
relação à trajetória original. Os fatores que influenciam na variação do índice de refração são a
temperatura, comprimento de onda e o teor de sólidos dissolvidos. Os refratômetros são
calibrados utilizando água deionizada e padronizados para medições a 20ºC, existindo tabelas
de correção para aplicação nas demais temperaturas. (COSTA, 2009)
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A hidrólise da sacarose, também denominada inversão da sacarose, catalisada por ácido
resulta na quebra da molécula gerando frutose (𝐶6𝐻12𝑂6 ) e glicose (𝐶6𝐻12𝑂6 ), (Reação 1).
(BENEDICTO, 2005)
𝐶12𝐻22𝑂2 + 𝐻2𝑂𝐻𝐶𝑙→ 𝐶6𝐻12𝑂6 + 𝐶6𝐻12𝑂6 Reação 1
O presente trabalho visa à determinação da ordem da reação da inversão de sacarose
utilizando refratômetro para determinação da concentração de açúcares em solução.
MATERIAL E MÉTODOS
Preparou-se seis soluções com aproximadamente 2, 5, 10, 20, 30 e 40 gramas de
sacarose, aferindo-se para 100 mL com água deionizada.
Utilizando um refratômetro determinou-se a concentração de açúcares em cada solução.
A presença de moléculas de sacarose causa o desvio da luz e através dele é determinado o grau
Brix (°Bx) que correlaciona um grama de soluto por 100 gramas de solvente.
Em três erlenmyers de 125 mL foi adicionado alíquotas de 25 mL das soluções
preparadas utilizando aproximadamente 20, 30 e 40 gramas de sacarose. Em seguida foi
adicionado rapidamente 25 mL de ácido clorídrico a cada erlenmyer com concentração de 0,5;
0,5 e 1 mol/L respectivamente.
Sendo a inversão da sacarose exotérmica os erlenmyers durante o período de reação
colocou-se em banho gelado a fim de manter a temperatura, ambiente sob agitação constante.
Em intervalos conhecidos foi retirado alíquotas do meio reacional para determinação da
concentração de sacarose utilizando o refratômetro.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados obtidos com as mensurações e cálculos previamente descritos utilizados para
determinar a concentração das soluções de sacarose e a ordem da reação segundo os métodos
descritos por FOGLER (2012) foram dispostos na tabela 2.
Tabela-2. Dados obtidos nos experimentos e através de cálculos previamente descritos
Massa de sacarose desejada(g) Massa de sacarose pesada(g) °Bx C sacarose (mol/L)
2 2,026 1,8 0,059
5 5,001 4,6 0,146
10 10,000 9,0 0,292
20 20,005 17,1 0,585
30 30,043 23,5 0,878
40 40,026 31,25 1,170
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Com os dados obtidos na análise inicial das soluções preparadas foi construído o gráfico
1 que relaciona o valor do desvio encontrado com as concentrações. Os dados obtidos durante
a decomposição da sacarose e cálculos foram dispostos na tabela 3.
Todavia para os cálculos foi-se utilizada a relação expressa em grau brix previamente
descrita, uma vez a concentração encontrada não é somente de sacarose, logo a utilização da
equação da curva de calibração (gráfico 1) torna-se falha.
Tabela 3 - Dados obtidos durante a decomposição da sacarose e cálculos posteriores
Tempo
(Minutos)
Concentração inicial de sacarose (mol/L)
1,17 0,878 0,58
° BRIX C (g/L) ° BRIX C (g/L) ° BRIX C (g/L)
1 19,75 197,5 14,75 147,5 9,75 97,5
2 19,5 195 13,3 133 9,5 95
4 19,4 194 13,75 137,5 9,5 95
6 19,25 192,5 14,25 142,5 9,5 95
8 19,25 192,5 14,00 140 9,7 97
10 19,3 192,5 13,25 132,5 9,5 95
15 - - 13,25 132,5 - -
Com os dados obtemos os gráficos 2, 3 e 4 que mostram a variação da concentração de
açúcares na solução
Gráfico 1 –Análise inicial das amostras com o
refratômetro
Gráfico 2 – Variação da concentração de açucares na solução
de 1,17 mol/L
Gráfico 3 – Variação da concentração de açucares na
solução de 0,887 mol/L Gráfico 4 – Variação da concentração de açucares na solução de
0,58 mol/L
y = 0,0381x - 0,0327R² = 0,9975
0,000
0,500
1,000
1,500
0 10 20 30Co
nce
ntr
ação
(m
ol/
L)
Tempo (min)
Analise de amostras
190192194196198
0 2 4 6 8 10
C a
çuca
re (
g/L
)
Tempo (min.)
Inversão da sacarose
110
120
130
140
150
0 5 10 15
C a
çuca
re (
g/L
)
Tempo (min.)
Inversão da sacarose
94
95
96
97
98
0 2 4 6 8 10
C a
çuca
re (
g/L
)
Tempo (min.)
Inversão da sacarose
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Com os dados obtidos não é possível determinar a ordem da reação da inversão da
sacarose uma vez que a leitura obtida no refratômetro denota a concentração não somente da
sacarose, mas também dos açúcares produzidos durante a inversão, frutose e glicose.
Pode-se observar o oscilação da concentração dos açúcares, enquanto o esperado seria
o decréscimo da mesma. A presença destes açúcares faz com que a concentração encontrada
seja uma concentração geral na solução, ou seja, a concentração encontrada seria a soma das
massas dos açucares em solução. E para determinar a ordem da reação é necessário saber a
concentração de sacarose restante na solução em cada intervalo.
CONCLUSÕES
(i) Não é possível determinar a ordem da reação
REFERÊNCIAS
BENEDICTO, E. C. P.; GABRIEL, J. R. &. C. G. ESTUDO QUALITATIVO DA REAÇÃO DE
DECOMPOSIÇÃO DA SACAROSE UTILIZANDO ÉSTERES DERIVADOS DO ÓLEO DE MAMONA E
COM ALTERAÇÃO DA FORÇA IÔNICA DO MEIO REACIONAL. SBQ – SOCIEDADE BRASILEIRA DE
QUÍMICA, INSTITUTO DE QUÍMICA DE SÃO CARLOS, 2005.
COSTA, Alessandro S. et al. Refratometria: Controle de Qualidade. 2009. Disponível
em: <xa.yimg.com/kq/groups/.../name/Refratometria.docx>. Acesso em: 10 abr. 2014.
FOGLER, H. S. Elementos de engenharia das reações quimicas. Tradução de Veronica
Calado. 4ª. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
KALILBN. Cinética Química – Introdução e Resolução das Leis de Velocidade.
2008.Disponível
em:<http://www.iq.ufrgs.br/ead/fisicoquimica/cineticaquimica/reacoes.html>. Acesso em: 02
abr. 2014.
SILVA, Carlos Adriano Moreira da et al. DETERMINAÇÃO DA ORDEM DE UMA
REAÇÃO: MÉTODO DAS CONCENTRAÇÕES EM EXCESSO. 2010. Disponível em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAABQwsAJ/determinacao-ordem-reacao>. Acesso
em: 02 abr. 2014.