MINISTRIO DA EDUCAOSECRETARIA DA EDUCAO MDIA E TECNOLGICAINSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA AM

CINTICA QUMICA

MANAUS-AM2014JARDEANKLINGER BITENCOURTYANA PAIVA

CINTICA QUMICA

Relatrio apresentado ao Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Amazonas- IFAM como requisito parcial para obteno de nota na disciplina Fsico-Qumica. Prof Hlcio Assuno Pessoa.

MANAUS-AM2014

SUMRIOINTRODUO5OBJETIVO7FUNDAMENTAO TERICA7PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS9I - Influncia da Concentrao na Velocidade da Reao:9I.I - Variao da concentrao de SOna reao entre Na(SO) e HCl:9I.II- Variao da concentrao de H+ na reao entre Na(SO) e HCl:9I.III- Reao do Zn com H2SO4:9II - Influncia da temperatura na velocidade da reao:10III - Influncia da superfcie de contato:10IV. Catlise10IV. a) Decomposio do H2O2:10IV. b) Reao de Fe com HCl:10IV. c) Reao de Na2C2O4 com KMnO4 em meio cido:10RESULTADOS12I - Influncia da Concentrao na Velocidade da Reao:12I.I ) Variao da concentrao de SOna reao entre Na(SO) e HCl:12I.II) Variao da concentrao de H+ na reao entre Na(SO) e HCl:13II - Influncia da temperatura na velocidade da reao:14Clculos:14III - Influncia da superfcie de contato:14IV. Catlise15IV. a) Decomposio do H2O2:15IV. b) Reao de Fe com HCl:15IV. c) Reao de Na2C2O4 com KMnO4 em meio cido:15DISCUSSO16CONCLUSO17REFERNCIAS18ANEXO 119EXPERIMENTO 119ANEXO 220ANEXO 321EXPERIMENTO 221ANEXO 422EXPERIMENTO 322ANEXO 523EXPERIMENTO 423ANEXO 624

INTRODUO

A cintica qumica estuda as velocidades das reaes qumicas e todosos fatores que a influenciam e procura explicar o comportamento macroscpico dos sistemasqumicos em termos de modelos microscpicos, isto , atravs da visualizao terica docomportamento das molculas. Sob este ponto de vista a cintica qumica o primeiro e um dosgrandes caminhos para o estabelecimento do mecanismo das reaes. O estudo das velocidades de reao de grande interesse no campo da tecnologiaqumica. Na indstria no h qualquer interesse numa reao lenta, mesmo que possua umelevado rendimento e formao de produtos. Contudo, conhecendo-se os fatores que alteram asvelocidades de reao, podem-se escolher condies detrabalho que transformem uma reao lentanuma reao rpida e o simples aumento da velocidade de uma reao por um fator de 10 vezes, pode ser suficiente para mudar completamente o panorama da sua aplicao industrial. Pode-se notar no dia-a-dia que existem reaes qumicas mais lentas e outras mais rpidas.s vezes, nos torna conveniente acelerar uma reao. E isso pode ser conseguido, usando-se, por exemplo: Quando preparamos alguns tipos de alimento, como o feijo, utilizamos a panela de presso para acelerar o cozimento.Outras vezes, precisamos desacelerar uma reao para retardar um processo qumico. Quando pretendemos retardar a deteriorao dos alimentos, colocando os em uma geladeira ou num freezer.Frequentemente precisamos obter uma velocidade de reao que no seja nem muito rpida, nem muito lenta. Por exemplo:No queremos que a gasolina pegue fogo sozinho, porm queremos uma queima "vigorosa" no motor do automvel, para melhorar seu desempenho.Um dos objetivos da Qumica o de controlar a velocidade das reaes qumicas, de modo que sejam rpidas suficientemente para proporcionar o aproveitamento do ponto de vista prtico e econmico, mas no to rpidas aponto de oferecer risco de acidentes. Portanto, o ideal ter reaes com velocidades controladas.Em Fsica o estudo da velocidade diz respeito ao deslocamento de um corpo na unidade de tempo. Em qumica o conceito semelhante. Medir a velocidade de uma reao significa medir a quantidade de reagente que desaparece ou a quantidade de produto que se forma, por unidade de tempo. A Cintica Qumica estuda a velocidade das reaes e os fatores que a influenciam. E estuda, ainda, a possibilidade de controlar essa velocidade, tornando as reaes mais rpidas ou mais lentas.

OBJETIVOO objetivo do relatrio medir a velocidade das reaes qumicas. Analisando quais so os fatores e leis que determinam e influem nessa velocidade, o mecanismo das reaes, ou seja, a maneira ntima de as molculas reagirem.

FUNDAMENTAO TERICA

A cintica qumica uma cincia que estuda a velocidade das reaes qumicas e dos fatores que nela influem. A formao de uma substncia pode ocorrer de forma rpida ou lenta dependendo das condies em que a reao efetuada. Sua importncia muito ampla, na indstria, na produo de remdios em nosso corpo humano, etc.Os principais fatores na velocidade das reaes so: temperatura, superfcie de contato, presena ou no de catalisadores, concentrao dos reagentes e a presso.Quando variamos a temperatura dos reagentes a reao se processa com maior velocidade porque ocorre um aumento na vibrao das molculas provocando maior nmero de colises, outra varivel a superfcie de contato, o aumento desta provoca um aumento da velocidade da reao, partculas com tamanho reduzido possuem uma velocidade de reao maior que partculas maiores, pois sua rea de contato com outras espcies qumicas aumentada com a reduo de seu volume.A velocidade tambm afetada pela concentrao dos reagentes, assim, o aumento deste aumenta o nmero de colises, portanto, aumenta a velocidade das reaes, j os catalisadores so substncias que provocam aumento da velocidade de reaes qumicas e no participam da formao dos produtos, sendo completamente regenerados no final da reao. Os catalisadores fornecem um mecanismo alternativo de reao que envolve uma energia de ativao menor que a reao sem catalisador, portanto, h um aumento considervel na reao devido reduo da energia necessria para o processo ocorrer.

MATERIAIS E REAGENTES

19

MaterialTubos de ensaio (10)Pipetas de 10 mL (3)Pipetas de 5 mL (2)Becher de 50 mLBecher de 100 mLBecher de 250 mLCronmetroChapa Aquecedora Palha de AoTermmetroBasto de vidroEsptulaConta-gotas

ReagentesNa2S2O3HCl 0,5M Kl slidoPb(NO)3 slidoH202 diludoHCl 2MMnO2 slidoTiouriaNa2C2O4 0,1MH2SO4 2MMnSO4 2%

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

I - Influncia da Concentrao na Velocidade da Reao:I.I - Variao da concentrao de SOna reao entre Na(SO) e HCl:Separou-se 5 tubos de ensaio, identificando-os de 1 a 5, adicionou- se, posteriormente, a cada um desses tubos, respectivamente: 6,0 mL, 0,4 mL, 3,0mL, 2,0 mL e 1,0 mL de Na(SO) 0,50 mol/L. Utilizou-se a pipeta de 5,0 mL para as demais medidas. Separou-se o primeiro tubo, em seguida adicionou-se, a cada um dos demais tubos, respectivamente, 2,0 mL, 3,0 mL, 4,0 mL e 5,0 mL de gua destilada. Ao final percebeu-se que todos os outros tubos tinham 6,0 mL de soluo de tiossulfato de sdio em diferentes concentraes. Aps a homogeneizao dos tubos, estes foram separados e reservados. Paralelamente, colocou-se em um Bquer de 50 mL cerca de 40 mL de HCl 0,50 mol/L.Separou-se uma folha de papel em branco com um ponto escuro marcado. Este ponto foi a nossa referncia para determinar o trmino da reao. O incio da reao foi dado pelo exato momento da adio do cido e o trmino pelo momento no qual, atravs da soluo, no mais pudemos enxergar o ponto escuro da folha de papel.

I.II- Variao da concentrao de H+ na reao entre Na(SO) e HCl:Repetiu-se o mesmo procedimento da experincia anterior, porm, aps lavar e secar os tubos de ensaio colocou-se, respectivamente, em cada um deles, 6,0 mL, 0,4 mL, 3,0 mL, 2,0 mL e 1,0 mL de HCl 0,50 mol/L. Paralelamente, colocou-se em um Bquer de 50 mL cerca de 40 mL de Na (SO) 0,50 mol/L.Separou-se o primeiro tubo, em seguida adicionou-se, a cada um dos demais tubos, respectivamente, 2,0 mL, 3,0 mL, 4,0 mL e 5,0 mL de gua destilada. Ao final percebeu-se que todos os outros tubos tinham 6,0 mL de soluo.

I.III- Reao do Zn com H2SO4:Em seis tubos de ensaio limpos e secos adicionou-se, respectivamente, H2SO4 18, 12, 9, 6, 3 e 1 mol/L (NESSE CASO O CIDO ERA DE 3 mol/L, FOI PRECISO DILUIR AS CONCENTRAES DO CIDO) (foram preparadas as solues por diluio sucessiva do cido concentrado, homogeneizando as solues).Devido s solues serem exotrmicas, foi necessrio deixar as solues alcanarem a temperatura ambiente.De forma simultnea, acrescentou-se a cada um dos tubos uma lentilha de zinco ( NESSE CASO FOI ACRESCENTADO ZINCO EM P). Observou-se a liberao de hidrognio e foi comparada a velocidade da reao.Equao da reao: Zn + H2SO4 ---> ZnSO4 + H2

II - Influncia da temperatura na velocidade da reao:Transferiu-se 4,0 mL de Na (SO) 0,50 mol/L para quatro tubos de ensaio limpos e secos. Os tubos foram identificados com os nmeros 1, 2, 3 e 4.Pegaram-se quatro outros tubos de ensaio limpos e secos. Colocou-se em cada um deles 4,0 mL de H2SO4 de 0,5 mol/L, identificando-os com 1a, 2a, 3a e 4a. Os oito tubos de ensaio foram colocados em um bquer com gua. Aps 5minutos, com o auxilio de um termmetro, foi medida a temperatura da gua que era de 26 C. (SUBSTITUIR PELA TEMPERATURA MEDIDA)

III - Influncia da superfcie de contato:Em um tubo de ensaio limpo e seco, misturou-se intimamente iguais quantidades de Kl slido e Pb(NO3)2 slido (0,5 mL de cada uma das substncias) (O PRODUTO FOI SUBSTITUIDO). Aps misturar o Iodeto de Potssio e o Nitrato de Chumbo II, percebeu-se uma leve tendncia ao amarelo. Adicionou-se posteriormente, algumas gotas de gua destilada.

IV. CatliseIV. a) Decomposio do H2O2:Em um tubo de ensaio adicionou-se cerca de 3mL de H2O2 diludo e pequena quantidade de MnO2 (foi colocado 0,2 g de MnO2).

IV. b) Reao de Fe com HCl:Em um bquer adicionou-se 50 mL de HCl 0,5 mol/L. Em um segundo bquer adicionou-se iguais 50 mL 2 mol/L e cerca de 0,1 g de tiouria. Em seguida adicionou-se aos dois bqueres um pouco de l de ao (bombril).

IV. c) Reao de Na2C2O4 com KMnO4 em meio cido:Pegaram-se dois tubos de ensaio e adicionou-se a cada um deles 2,0 mL de oxalato de sdio 0,1 mol/L e 2,0 mL de cido sulfrico 2 mol/L. Em um dos tubos, apenas, adicionou-se tambm cerca de trs gotas de soluo de MnSO4 2%. Em seguida foi adicionado aos dois tubos 1,0 mL de KMnO4 0,1 mol/L.

RESULTADOS

I - Influncia da Concentrao na Velocidade da Reao:I.I ) Variao da concentrao de SO na reao entre Na(SO) e HCl:Com o cronmetro em mos contamos o tempo da reao:

1 Tubo de ensaio: Os 6,0 mL de Na(SO) 0,50 mol/L, presentes no primeiro tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 6,75 milsimos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

2 Tubo de ensaio: A soluo de 4,0 mL de Na(SO) 0,50 mol/L com 2,0 mL de gua destilada, presentes no segundo tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 30,20 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

3 Tubo de ensaio: A soluo de 3,0 mL de Na(SO) 0,50 mol/L com 3,0 mL de gua destilada, presentes no terceiro tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 34,94 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

4 Tubo de ensaio: A soluo de 2,0 mL de Na(SO) 0,50 mol/L com 4,0 mL de gua, presentes no quarto tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 36,34 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

5 Tubo de ensaio: A soluo de 1,0 mL de Na(SO) 0,50 mol/L com 5,0 mL de gua, presentes no quinto tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 11min e 55segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no pape branco. Neste experimento, pretendeu-se verificar como a variao da concentrao dos reagentes influi na velocidade da reao: Na(SO) + 2 HCl ---> 2NaCl + S + SO+ HONa reao entre o tiossulfato de sdio e o cido clordrico, temos a formao de enxofre coloidal, que sendo insolvel na gua, provoca uma turvao que permite ver quando a reao ocorre. Assim, pode-se medir o tempo de durao da reao. Quanto menor a concentrao de gua, mais rpida ocorrer reao.OBS: NO TUBO CINCO O PONTO ESCURO NO DESAPARECEU COMPLETAMENTE.

I.II) Variao da concentrao de H+ na reao entre Na(SO) e HCl:

1 Tubo de ensaio: Os 6,0 mL de HCl 0,50 mol/L, presentes no primeiro tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 25,80 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

2 Tubo de ensaio: A soluo de 4,0 mL de HCl 0,50 mol/L com 2,0 mL de gua destilada, presentes no segundo tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 21,24 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

3 Tubo de ensaio: A soluo de 3,0 mL de HCl 0,50 mol/L com 3,0 mL de gua destilada, presentes no terceiro tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 20,05 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

4 Tubo de ensaio: A soluo de 2,0 mL de HCl 0,50 mol/L com 4,0 mL de gua, presentes no quarto tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 25,82 segundos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

5 Tubo de ensaio: A soluo de 1,0 mL de HCl 0,50 mol/L com 5,0 mL de gua, presentes no quinto tubo, foram adicionados no bquer. Depois de 1min e 56 segundos e 13 milsimos, a soluo turvou e no se pde mais ver o ponto presente no papel branco.

OBS: NO SUMIU COMPLETAMENTE, APARACE UMA CLARA SOMBRA DO PONTO ESCURO.II - Influncia da temperatura na velocidade da reao:

Ocorreu a mistura do contedo dos tubos 1 e 1a, aps 37 segundos turvou. Posteriormente, a gua do bquer foi aquecida com os seis tubos restantes at uma temperatura 10C acima da temperatura anterior (de 25C para 35C), e o procedimento que ocorreu com os tubos 1 e 1a foram repetidos com os tubos 2 e 2a.1. Quando se misturou o contedo dos tubos 2 e 2a, aps 15,84 segundos turvou e a temperatura no tubo que estava com a mistura era de 33C .2. Quando se misturou o contedo dos tubos 3 e 3a, aps 16,81 segundos turvou e a temperatura no tubo que estava com a mistura era de 32,5 C.3. Quando se misturou o contedo dos tubos 4 e 4a, aps 18,87 segundos turvou e a temperatura no tubo que estava com a mistura era de 32 C.Clculos:Proc. 2)

Proc. 3)

Proc. 1)

III - Influncia da superfcie de contato:

A soluo ficou amarela aps adio de 10 gotas de gua destilada. E concluiu-se devido o carter que se tomou a reao no decorrer do processo que a substncia era endotrmica.Equao da Reao:Pb(NO3)2 + KI KNO3 + PbI2IV. CatliseIV. a) Decomposio do H2O2:

O Dixido de mangans catalisa a decomposio de perxido de hidrognio e gua: 2 H2O2(aq) O2(g) + H2O(l)Notou-se no final da reao que a mistura ficou heterognea. Devido as solues de perxido de hidrognio possurem carter instvel, apresentando uma decomposio lenta temperatura ambiente, a reao de decomposio pode ser acelerada por aquecimento ou ainda temperatura ambiente na presena de um catalisador, no caso da experincia, o MnO2.

IV. b) Reao de Fe com HCl:

Notou-se a liberao de oxignio nos dois bqueres. Porm, observou-se que o bquer que tinha presena de HCl 0,5 mol/L liberava mais hidrognio e o bombril que estava contido no bquer com 50 mL 2 mol/L e cerca de 0,1 g de tiouria tornou-se mais escuro que o que estava no outro bquer.Equao da reao: Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

IV. c) Reao de Na2C2O4 com KMnO4 em meio cido:

Observou-se que o tubo de ensaio que tinha 3 gotas de MnSO4 2%, ficou transparente, ao misturar ficou marrom claro e depois voltou a primeira tonalidade (transparente). Aps alguns minutos na soluo que foi acrescentada 3 gotas comeou a dissolver o MnSO4 a 2% at ficar transparente, e o tubo que no continha MnSO4 na sua composio ficou marrom ficou com cor amarelo claro homognea.DISCUSSES

CONCLUSO

Neste trabalho os experimentos foram bem sucedidos, onde podemos acompanhar o andamento da velocidade das reaes qumicas. Analisando quais so os fatores e leis que determinam e influem nessa velocidade, o mecanismo das reaes, ou seja, a maneira ntima de as molculas reagirem de determinadas uma reao qumica. Com esse experimento podemos concluir que no existe uma velocidade geral para todas as reaes qumicas, cada uma acontece em sua velocidade especfica. Algumas so lentas e outras so rpidas, como por exemplo, a oxidao (ferrugem) de um pedao de ferro. Atravs dos principais fatores que interferem na velocidade das reaes, comprovamos que a temperatura, a superfcie de contato, a concentrao e o catalisador interferem diretamente na velocidade das reaes, no caso do experimento tivemos reaes rpidas e lentas variando a temperatura, assim como na concentrao. Na cintica qumica podemos entender como se trata do que est acontecendo durante a reao qumica bem como a velocidade das reaes qumicas e os fatores que a influenciam. A cintica qumica fornece informaes de grande importncia prtica, que dizem respeito a como as reaes qumicas ocorrem, podendo fornecer informaes sobre como que molculas individuais (ou tomos ou ons) interagem umas com as outras, um tpico de crucial interesse para quem estuda a prpria razo e a existncia de reaes qumicas. Sua importncia muito ampla, j que se relaciona com temas como, por exemplo, nas indstrias, principalmente, para as indstrias qumicas. Afinal, acelerando-se as reaes, reduz-se o tempo gasto com a produo, tornando os processos qumicos mais econmicos e os produtos finais mais competitivos no mercado.

REFERNCIAS

- FELTRE, Ricardo. Fsico-Qumica. v.2. - 6 ed. - So Paulo: Moderna, 2004;- SARDELLA, Antnio. Curso de Qumica. Fsico-Qumica. v.2 So Paulo: Ed. tica, 2004;- http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081119103247AASIzUr> Acesso no dia 12/05/2012;- http://br.answers.yahoo.com/question/index? qid=20071126124521AAqMOZ0> Acesso no dia 12/05/2012.

ANEXO 1EXPERIMENTO 1 ANEXO 2

ANEXO 3EXPERIMENTO 2 ANEXO 4EXPERIMENTO 3

ANEXO 5EXPERIMENTO 4

ANEXO 6