INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA.

LICENCIATURA EM QUÍMICA

QUIMICA GERAL EXPERIMENTAL II

TURMA: 2014.1

Professor: Alessandro Santana

Entrega: 18/03/2014

Influência da Concentração dos Reagentes e da Temperatura Sobre a Velocidade de uma Reação.

Graduandas: Íngrede Silva e Regina Morais.

Vitória da Conquista – 2014

1. Objetivos

Tornar apto o graduando em Licenciatura em Química em identificar as

mudanças na velocidade de uma reação, conforme a alteração da temperatura

ou da concentração.

2. Objetivos Específicos

Verificar experimentalmente a influência da concentração dos reagentes

e temperatura sobre a velocidade de uma reação;

Interpretar qualitativamente os dados obtidos sob a luz dos modelos de

representação teóricos de Cinética Química.

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3. Fundamentação Teórica

Segundo Peter Atkins e Loretta Jones (Atkins; Jones, 2006, p. 577), a

Cinética Química é o estudo das velocidades das reações químicas. A

velocidade de uma reação química é “a variação da concentração de um dos

reagentes ou dos produtos dividida pelo tempo que a mudança leva a ocorrer.”

(Atkins; Jones, 2006, p. 578). A equação que relaciona a variação da

concentração com o tempo é chamada de lei de velocidade, que é encontrada

experimentalmente. Sendo a reação,

aA+bB→cC+dD (1)

A lei de velocidade é expressa da seguinte forma:

V=K ¿ (2)

Onde K é a constante de velocidade a uma certa temperatura, [A] e [B]

são as concentrações dos reagentes, x e y são as ordens de reação

relacionados à A e B.

John C. Kotz, Paul M. Treichel e Gabriela C. Weaver ( Kotz; Treichel;

Weaver, 2011, p. 635), afirmam que, para que qualquer reação química ocorra,

três circunstâncias da Teoria das Colisões de velocidades precisam ser

satisfeitas. A primeira delas é que “as moléculas que reagem devem colidir

uma com as outras.” Segundo, “as moléculas que reagem devem colidir com

energia suficiente e colidir com uma orientação que possa levar ao rearranjo

dos átomos.” (Figura 1).

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Figura 1 – Moléculas com energia suficiente para que a reação ocorra.Fonte: http://www.eebfmazzola.pro.br

Existem alguns fatores que alteram a velocidade das reações químicas.

Entre eles estão a concentração dos reagentes e a temperatura. Segundo

Theodore L. Brown, Julia R. Burdge e Bruce E. Bursten:

a maioria das reações químicas prossegue mais rapidamente se a

concentração de um ou mais dos reagentes é aumentada (...). À medida que

a concentração aumenta, a frequência com qual as moléculas se chocam

também o faz, levando a um aumento das velocidades (...). As velocidades

de reações químicas aumentam conforme a temperatura aumenta. O

aumento da temperatura faz aumentar as energias cinéticas das moléculas. Á

proporção que as moléculas movem-se mais velozmente, elas se chocam

com mais frequência e também com energia mais alta, ocasionando aumento

de suas velocidades. (Brown; Burdge, Bursten, 2005, p. 484)

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4. Procedimentos Experimentais

4.1 Materiais e Reagentes:

16 tubos de ensaio;

Suportes para tubo de ensaio;

3 Béckeres de 250 mL;

1 Bécker de 500 mL;

3 pipetas graduadas 10 mL;

1 pissete;

Ácido Sulfúrico 0,2 molL-1 (H2SO4);

Tiossulfato de Sódio 0,1 molL-1 (Na2S2O3);

Água destilada;

Termômetro e cronômetro.

4.2 Procedimentos Realizados

Primeiramente foram feitas soluções de ácido sulfúríco a 0,2 molL -1 e de

tiossulfato de sódio 0,1 molL-1. Com as soluções prontas, 4 dos 16 tubos de

ensaio foram separados e nomeados de 1b a 4b com 6,0 mL de ácido sulfúrico,

medidos com a pipeta. Outros quatro tubos foram separados e nomeados de

1a a 4a. No tubo 1a foram acrescentados com outra pipeta 2,0 mol de

tiossulfato de sódio e 4,0 mL de água. No tubo 2a, 3,0 mL de tiossulfato de

sódio e a mesma quantidade água. No tubo 3a, 4,0 mL de tiossulfato de sódio

e 2,0 mL de água e no último tubo, apenas 6,0 mL de tiossulfato de sódio.

Em um papel branco, foi desenhado um círculo preenchido com caneta

esferográfica azul. O tubo 1a foi colocado sobre o círculo e verteu-se o tubo 1b

contendo o ácido sulfúrico. Imediatamente foi cronometrado o tempo que a

reação começava a turvar até não ser possível visualizar com clareza o círculo

que foi desenhado. O procedimento foi realizado com os tubos 2a, 3a e 4a.

Na etapa I.II do experimento foi feito o inverso: em quatro tubos

nomeados de 1a a 4a foram adicionados 6,0 mL de tiossulfato de sódio. E nos

tubos numerados de 1b a 4b, foram adicionados 2,0 mL de ácido sulfúrico e 4,0

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mL de água no 1b, 3,0 mL de ácido sulfúrico e a mesma quantidade de água

no tubo 2b, 4,0 mL de ácido sulfúrico e 2,0 mL de água no tubo 3b, e no último

tubo apenas 6,0 mL do ácido. O tubo 1a foi colocado sobre o círculo

desenhado e verteu-se o tubo 1b. O tempo que a mistura começava a turvar foi

cronometrado e o mesmo procedimento foi feito com o restante dos tubos.

Na última etapa do experimento (etapa II), o procedimento realizado na

primeira etapa do experimento foi feito novamente com os tubos de ensaio 1a a

4a com o tiossulfato de sódio e água e outros quatro tubos de ensaio com o

ácido sulfúrico. Os tubos que continham o tiossulfato de sódio com água foram

colocados em um bécker de 500 mL com água aquecida à 50º C. Depois,

verteu-se os tubos com ácido em todo os tubos ‘a’, observando a turvação

através do círculo desenhado como nos procedimentos anteriores.

5. Resultados e Discussão

I - Influência da concentração na velocidade das reações:

I.I Variando a concentração do tiossulfato de sódio

Após adicionar 6 mL de uma solução 0,2 molL -1 de H2SO4 em cada um

dos tubos contendo uma quantidade diferente da solução 0,1 molL-1 de

Na2S2O3 e H2O, utilizando um cronômetro marcou-se o tempo gasto para

aparecer uma turvação no tubo de ensaio, como mostra a tabela I:

Tabela 1 – Dados obtidos no experimento I

Tubo Na2S2O3 H2O Tempo da reação

com H2SO4

1.a 2,0 mL 4,0 mL 22,2 s

2.a 3,0 mL 3,0 mL 19,2 s

3.a 4,0 mL 2,0 mL 15,2 s

4.a 6,0 mL 0,0 mL 9,1 s

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A velocidade da reação aumenta de acordo com o aumento da

concentração. Mantendo fixa a concentração do ácido sulfúrico, aumentando a

concentração do tiossulfato de sódio e adicionando água à solução, constata-

se que, com o aumento da concentração de um dos reagentes, influi no tempo

da reação, isto é, na sua velocidade.O aumento da concentração de um dos

reagentes promoveu o aumento do número de colisões entre as moléculas.

Isso faz com que a probabilidade de colisões efetivas acontecerem para a

formação do complexo ativado seja maior. Logo, quanto maior a concentração

dos reagentes, maior será a velocidade da reação. A turvação na solução foi

causada pelo enxofre, que é insolúvel em água, permitindo assim observar

quando a reação é formada, sendo possível medir o tempo de reação.

I.II – Variação da concentração de ácido sulfúrico

Após adicionar 6 mL de uma solução 0,1 molL-1 de Na2S2O3 em cada um

dos tubos contendo uma quantidade diferente de solução 0,2 molL -1 de H2SO4 e

H2O, utilizando um cronômetro marcou-se o tempo gasto para aparecer uma

turvação no tubo de ensaio, como mostra a Tabela 2:

Tabela 2 – Dados da segunda parte do experimento I

Tubo H2SO4 H2O Tempo da reação

com Na2S2O3

1b 2,0 mL 4,0 mL 38,9 s

2b 3,0 mL 3,0 mL 39,9 s

3b 4,0 mL 2,0 mL 40,9 s

4b 6,0 mL 0,0 mL 1:09 min

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II – Influência da temperatura na velocidade da reação

Após adicionar 6 mL de uma solução 0,2 molL -1 de H2SO4 em cada um

dos tubos contendo uma quantidade diferente da solução 0,1 molL-1 de

Na2S2O3 e H2O aquecido à 50ºC, comprovou-se que um aumento na

temperatura provoca um aumento na energia cinética média das moléculas e,

com isso aumenta também o número de colisões.

Dessa maneira, aumenta-se a quantidade de moléculas com energia

suficiente para reagir e, consequentemente, há um aumento na velocidade da

reação. Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação.

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6. Conclusão

Com o experimento pode-se concluir que a velocidade de uma reação

depende da concentração dos reagentes, pois ela está relacionada com o

número de choques entre as moléculas. Em outras palavras, a velocidade de

uma reação química é o aumento ou decréscimo da concentração molar do

produto por unidade de tempo. E geralmente quanto mais concentrado um

reagente mais rápido é a sua velocidade.

Analisando os resultados obtidos com o experimento, conclui-se também

que a velocidade de uma reação muda de acordo com o aumento ou

decréscimo da mudança de temperatura. Um aumento na temperatura provoca

um aumento na energia cinética média das moléculas e um aumento no

número de colisões, aumentando a velocidade da reação.

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7. Referências

ATKINS, P; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 3º Ed. Porto Alegre. Bookman. 2006, p. 577.

BROWN, T.L; BURDGE, J.R; BURSTEN, B. E. Química – A Ciência Central. 9º Ed. Pearson. 2005, p. 484.

KOTZ, J.C; TREICHEL, P.M; WEAVER, G.C. Química Geral e Reações Químicas. Vol 2. 6º Ed. São Paulo. Cengage Learning. 2011, p. 635.

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