7
Experimento de cinética – APFQ II Título Determinação da constante de velocidade da reação de decomposição do peróxido de hidrogênio, catalisada por FeCl 3 Atividade Pré – laboratório Ler todo o procedimento a seguir e realizar um fluxograma. Estudar a equação reduzida da reta do tipo y=ax +b (o que é o coeficiente angular da reta?) e pesquisar sobre logaritmo natural (ln). Pesquisar toxicidade dos reagentes e o descarte específico de cada um. Anexar junto ao fluxograma as contas da relação entre o número de mols de permanganato e peróxido de hidrogênio na titulação (do mesmo modo que é feito em AQQT), lembre-se que o resultado deve chegar na expressão: [ H 2 O 2 ] =4 xV KMnO4 Atividade Pós – laboratório Entregar as tabelas de concentração de [H 2 O 2 ], ln[H 2 O 2 ] e tempo de reação no final da aula. Deverá ser entregue, por e mail, um relatório após uma semana do experimento, na ABNT NBR 6023, explicando todos os erros associados para a divergência do valor de K em relação ao da literatura no item conclusão. Será aplicado um questionário sobre interpretação de gráficos e conceitos de cinética química com data a ser determinada com as professoras, portanto a realização da atividade pré laboratório é crucial. Introdução O peróxido de hidrogênio decompõe espontaneamente de acordo com a equação: H 2 O 2(aq) H 2 O (l) + ½ O 2 (g)

Experimento de cinética_ teste com permanganato _apfq2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Introdução

Citation preview

Experimento de cintica APFQ IITtuloDeterminao da constante de velocidade da reao de decomposio do perxido de hidrognio, catalisada por FeCl3 Atividade Pr laboratrioLer todo o procedimento a seguir e realizar um fluxograma. Estudar a equao reduzida da reta do tipo y=ax +b (o que o coeficiente angular da reta?) e pesquisar sobre logaritmo natural (ln). Pesquisar toxicidade dos reagentes e o descarte especfico de cada um. Anexar junto ao fluxograma as contas da relao entre o nmero de mols de permanganato e perxido de hidrognio na titulao (do mesmo modo que feito em AQQT), lembre-se que o resultado deve chegar na expresso:

Atividade Ps laboratrioEntregar as tabelas de concentrao de [H2O2], ln[H2O2] e tempo de reao no final da aula. Dever ser entregue, por e mail, um relatrio aps uma semana do experimento, na ABNT NBR 6023, explicando todos os erros associados para a divergncia do valor de K em relao ao da literatura no item concluso. Ser aplicado um questionrio sobre interpretao de grficos e conceitos de cintica qumica com data a ser determinada com as professoras, portanto a realizao da atividade pr laboratrio crucial.IntroduoO perxido de hidrognio decompe espontaneamente de acordo com a equao:H2O2(aq) H2O(l) + O2 (g)No experimento, ser estudado a velocidade de reao de decomposio catalisada por FeCl3 e em meio cido sulfrico. Ser medida a concentrao de perxido de hidrognio a cada 3 minutos a partir da titulao com permanganato de potssio, anotando o volume do titulante e a partir da estequiometria da reao ser possvel determinar a concentrao de H2O2 em diferentes tempos. De acordo com a reao:5H2O2(aq) + 2KMnO4(s) +3H2SO4 (aq) K2SO4 (aq) + 2MnSO4 (aq) +8 H2O (l) +5O2(g)Resumindo a relao estequiomtrica, tem se que:

Deste modo, aplicando os diferentes valores de volume de KMnO4 coletados nas titulaes nesta frmula pode se determinar o valor das concentraes de perxido de hidrognio nos diferentes tempos

Materiais e reagentesReagentes

Soluo de H2SO4 3,6 Mol/L

Soluo de H2O2 0,16 Mol/L

Soluo de FeCl3 6% (m/m)

Soluo de KMnO4 8x10-3 Mol/L

Materiais

Bureta de 25 mL

2 erlenmeyers de 125 mL

2 erlenmeyer de 250 mL

1 suporte universal

1 agitador magntico

1 cronometro digital

2 pipeta volumtrica de 5 mL

Procedimento:Preparando a mistura reacionalSero feito 7 titulaes, no entanto s h 4 erlenmeyers. Um ser utilizado para a mistura reacional e os outros 3 para titulao, ou seja, a medida que se utiliza um erlenmeyer deve-se lav-lo e sec-lo para que seja utilizado novamente.Adicione em cada um dos 3 erlenmeyers identificados 5 mL de uma soluo de H2SO4 3,6 Mol/L, (assim que o erlenmeyer for lavado para reutilizao, dever ser adicionado 5 mL de H2SO4 para a prxima reao) . Em seguida, em um erlenmeyer de 250 mL, adicione 100 mL de H2O2 0,16 Mol/L e mais 10 mL de FeCl3 6% (m/m) com uma pipeta volumtrica. **Quando adicionar 5 mL do cloreto de ferro, acione o cronometro, em seguida adicione os 5 mL restantes.. E coloque a soluo sob agitao magntica por 7 minutos.Assim que acabar os 7 minutos, retire uma alquota de 5 mL da mistura reacional e adicione- a em um dos erlenmeyers e titule a soluo com KMnO4 8x10-3 Mol/L anotando o seu volume. Anote o tempo em que todo os 5 mL foram adicionados ao erlenmeyer contendo H2SO4 (tempo da ltima gota de permanganato a sair da pipeta). Em seguida (aps cerca de 2 minutos) adicione mais 5 mL da mistura reacional no segundo erlenmeyer e titule com permanganato, aps 2 minutos faa o mesmo para o outro erlenmeyer assim por diante at o completar 7 titulaes. No esquea de lavar os erlenmeyers, pois ainda restam mais 4 titulaes. Na tabela abaixo anote os valores de volume de KMnO4 em funo do tempo.FrascoTempo (minutos)Tempo (segundos)Volume de KMnO4 (mL)

E1

E2

E3

E4

E5

E6

E7

*E1,2,3,..,7 = Erlenmeyer 1,2,3,4,5,6 3 7Construo do grfico de volume de KMnO4 em funo do tempoPreencha a tabela com o tempo em segundos, o volume de KMnO4 em mL e a concentrao de H2O2 .Frasco 1Tempo (segundos)Volume de KMnO4 (mL)Concentrao de H2O2 (Mol/L)

1

2

3

4

5

6

7

*Utilizar a frmula descrita na introduo para calcular a concentrao de H2O2 em funo do volume de KMnO4.Os grficos sero gerados no programa ORIGIN pelo professor. Determinando o valor de KMtodo 1 Mtodo do tempo de meia vidaSer construdo o grfico da concentrao de H2O2 (eixo Y) em funo do tempo (eixo X):

Essa curva indica uma funo exponencial, de modo que o valor da concentrao decai drasticamente a medida que o tempo passa. O Valor de K pode ser determinado usando o mtodo das meias vidas, onde necessrio descobrir o intervalo de tempo onde a concentrao de H2O2 passa a ser a metade do inicial. De acordo com a expresso:

Exemplo: Seja as concentraes de um reagente A em diferentes tempos. Qual o tempo de meia vida e o valor de K para essa reao?Ponto no grfico[A] (mol/L)Tempo (s)

14310

23,4460

32623

41,9765

Repare que no ponto 3 a concentrao de A cai pela metade, logo o tempo de meia vida igual o tempo no ponto 3 menos o tempo no ponto 1Tmeia vida = 623 -310 = 313 s K = ln 2/ 313= 2,21x10-3 s-1 (sendo ln 2= 0,697)Mtodo 2 Mtodo IntegralO mtodo integral consiste em uma matemtica de nvel superior, mas no ser necessrio deduzir equaes complexas, o fator crucial como aplicar o logaritmo natural (ln). O primeiro passo construir uma tabela de ln da concentrao de H2O2 com o tempo da reao:Frasco[H2O2] ( mol/L)ln[H2O2]Tempo total da reao (segundos)

E1

E2

E3

E4

E5

E6

E7

** Como calcular ln na calculadora cientfica? Aperte o boto ln, depois o valor do nmero e em seguida a tecla igual. Exemplo: ln2= 0,697...O Grfico obtido uma funo linear, uma reta decrescente, onde o coeficiente angular corresponde ao valor de K. Forma do grfico de uma funo linear decrescente.

Importante, o valor de K na equao dada pelo software negativo, pois isso indica que a reta decresce, mas o valor de k deve ser positivo, logo multiplica-se esse valor por (-1).Exemplo 2:Dado o grfico do ln da concentrao de B em funo do tempo, em que a equao da reta : y= -4.10-5 X 2,32 ( X indica a varivel tempo neste caso e Y o ln da concentrao de B)Determine a constante de velocidade K.A constante (-1)x coeficiente linear da reta ( x indica multiplicao neste caso)K= (-1)x -4.10-5 = 4.10-5 s-1Questionrio de avaliao1) Interprete os grficos abaixo, o que acontece com o valor de y quando x:

a) X aumenta, neste caso y =absorbncia e x = concentrao

b) X aumenta, neste caso y= densidade e x = volume