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