Ordem De Reação

8/3/2019 Ordem De Reao

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1) Objetivos:

Fazendo o uso do espectrofotmetro deseja-se encontrar a constante de velocidade e a ordem

global da reao entre o cristal-violeta e o hidrxido de sdio.

2) Introduo Terica:

Nessa experincia h dois conceitos fundamentais para o seu entendimento: o mtodo do

espectrofotmetro e a cintica qumica.

2.1) Mtodo do espectrofotmetro:

Primeiramente ser discorrido sobre as leis de Beer-Lambert:

Lei de Lambert(1)

:

Em 1870 foi descoberta uma relao entre a transmisso de luz e a espessura da camada do

meio absorvente. Foi observado tambm que cada camada de um meio transparente e

homogneo absorvia sempre a mesma frao de luz que o atravessa, independentemente da

intensidade do feixe de luz incidente.

De posse dessas concluses, Lambert afirmou que a intensidade da luz emitida decresce

exponencialmente conforme a espessura do meio aumenta aritmeticamente.

Esta lei pode ser expressa pela seguinte equao:

I = Io . 10-x1

Onde: I= Intensidade da luz transmitida;

Io= Intensidade da luz incidente;

x = constante denominada coeficiente de absoroe que depende do meio absorvente

empregado;

1 = Espessura do meio absorvente.

Lei de Beer(1)

:

Em 1852 foi observada a relao entre a concentrao do meio no qual um feixe de luz se

propaga e sua transmisso. A absoro de luz de uma determinada soluo proporcional sua

concentrao molecular de soluto.

Com essa informao em mos Beer concluiu que a intensidade de um feixe de luz

monocromtico decresce exponencialmente conforme a concentrao da substncia absorvente

aumenta aritmeticamente.

I = Io . 10-kc

Onde:I= Intensidade da luz transmitida;


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Io= Intensidade da luz incidente;

k = Constante denominada coeficiente de absoro;

c = Concentrao do meio absorvente.

As leis de Beer-Lambert so o fundamento da espectrofotometria. Elas so utilizadas

simultaneamente para se analisar os dados da experincia na qual a quantidade de luz absorvida

ou transmitida por uma determinada soluo depende da concentrao do soluto e da espessura

da soluo.

Figura 1: absoro de luz pela matria.

A lei de Bee-Lambert pode ser expressa matematicamente pela relao: T= e-a . 1 . C

Onde:

T= Transmitncia;

e = Logaritmo Natural de Euler;

a= Constante;

1= Espessura da soluo;

c = Concentrao da soluo (cor).

O mtodo do espectrofotmetro se baseia na medio de absorbncia da luz por uma

soluo com o auxlio de um aparelho (espectrofotmetro), o qual mede a quantidade de luz

absorvida para um determinado comprimento de onda em uma soluo.


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O espectro da luz visvel compreende os feixes de luz cujo comprimento de onda

varia entre 380 nm a 740 nm, aproximadamente. A cor apresentada pela soluo est na

faixa de comprimentos de onda no absorvida, no caso da experincia temos uma soluo

cor violeta e, portanto, a faixa de comprimento de onda que no absorvida situa-se entre

380 nm e 440 nm, de acordo com a figura 2. Logo, para haver mxima absoro de luz

deve-se medir a absorbncia num comprimento de onda oposto ao da cor apresentada pela

soluo(2)

.

Figura 2: apresenta o espectro de luz visvel, relacionando as tonalidades de cor com seus respectivos comprimentos

de onda.

A reao do cristal-violeta com o hidrxido de sdio deixa a soluo cada

vez mais transparente e, portanto, espera-se que haja menor absoro quanto maior

intervalo de tempo a partir do incio da reao. Porm, para utilizar este mtodo

necessrio verificar se a reao obedece lei de Beer:

A = * l * c

Onde:

- A a absorbncia;

- a absortividade molar;

- l o comprimento percorrido pela luz (comprimento do lado da base da cubeta);

- c a concentrao da soluo absorvente.


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Figura 3: Amostra sendo analisada no espectrofotmetro

Observao(3)

: Cristal-violeta (violeta de metila) o nome dado s substncias usadas como

indicadores de PH e corantes cuja composio formada por tetrametila (violeta de metila 2B),

pentametila (violeta de metila 6B) e hexametila (violeta de metila 10B).

O violeta de metila solvel em gua, etanol, dietilenoglicol, e dipropilenoglicol.

Sua obteno ocorre atravs da condensao da cetona de Michler (4,4'-Bis-dimetilamino-

benzofenona) com N,N-dimetilanilina em presena de cloreto de fosforilo.

Tambm pode ser usada no tingimento txtil ou como tinta de canetas esferogrficas.

2.2) Cintica Qumica:

O segundo conceito baseia-se na velocidade de uma reao, e como ela varia em funo de

propriedades fsicas como a temperatura, superfcie de contato (material slido, pulverizado,

lquido) e a concentrao dos reagentes. A taxa de reao depende de uma constante cintica e

tambm da ordem global dessa reao. Pela lei da cintica qumica, tem-se:

-d|x|/dt = k |x|m

|y|n

Onde:

k = constante de velocidade;

x = reagente de ordem m, o cristal-violeta;

y = reagente de ordem n, a hidroxila (provida pelo NaOH).

A ordem global de reao definida por m + n, podendo ser inteira, fracionria ou nula. E

podemos determin-la ajustando os parmetros da equao da velocidade com os dados obtidos

experimentalmente.

Se a concentrao inicial de x for pequena em relao aos outros reagentes, sua variao

fracionria ser maior do que a destes. Ento, podemos considerar suas concentraes

constantes, de valores iguais aos iniciais(4)

. No caso deste experimento: [OH-] >>> [corante]:

-d|x|/dt = k1 |x|m

Sendo k1 = k |y|n a pseudo constante de velocidade. Supondo que m seja 1:

ln|x|t = ln|x|0k1t

em que |x|0 a concentrao inicial e|x|t a concentrao medida no instante t. Se o grfico ln|x| t

/ ln|x|0 versus t for linear, o seu coeficiente angular ser k1 e a reao ser de fato de 1a

ordem.

Se no for uma reta, vamos supor que a reao de 2a

ordem e fazendo m = 2, e integra-se

novamente a equao.
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81guahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Dietilenoglicolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Dipropilenoglicolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_de_condensa%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Cetona_de_Michler&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=N,N-dimetilanilina&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_fosforilohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_fosforilohttp://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=N,N-dimetilanilina&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Cetona_de_Michler&action=edit&redlink=1http://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_de_condensa%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Dipropilenoglicolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Dietilenoglicolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua


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Para determinar a constante real de velocidade k, e a ordem do segundo reagente n sero

determinadas duas pseudo constantes para concentraes diferentes de reagente. Utiliza-se da

seguinte relao:

ln(k1/ k1) = n ln(|y|/|y|)

(1)-http://www.ufrgs.br/leo/site_espec/conceito.html

(2)-F. D. Snell, Colorimetric Methods of Analysis, vol.1, Van Nostrand, 1948

(3)-http://pt.wikipedia.org/wiki/Violeta_de_metila

(4)-Apostila de Fsico- Qumica (QFL2426)

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