Lei de arrehnius

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Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG
Instituto de Ciências Exatas – ICEx
Departamento de Química – DQ
















Cinética Química








Lei de Arrehnius














Professora:
Vanya Pasa
Aluno:
Mauro de Souza Lima Prates Junior
Guilherme Augusto de Melo Jardim
22 de Abril de 2010
ObjetivoDeterminar a energia de ativação de uma reação química iônica pelo efeito da variação da temperatura sobre a sua constante de velocidade.


Introdução
Lei de Arrhenius :
K = Ae –E/RT [1]
Ou na forma logarítmica,
ln K = ln A – E/RT [2]
Equação esta quetem forma linear. Encontra-se a energia de ativação e o fator de freqüência de uma reação A através do gráfico lnK x T-1. Sendo T a temperatura, R a constante dos gases ideais (8,31447Jmol-1K-1) e K a constante da velocidade da reação.
Sabe-se que os íons persulfato e iodeto reagem para formar o íon sulfato e iodo:
S2O82- + 2I- → 2SO4 2- + I2
De conhecimento prévio que esta reação éde segunda ordem, sua velocidade é:
-d[S2O82-] = K[S2O82-].[I-] [3]
d t
Se [I-] é constante, então:


-d[S2O82-] = K’ [S2O82-] [4]
d tonde:
K’ = K[I-],
uma reação “pseudo-primeira ordem”.
Reações paralelas e rápidas:


I2 + 2S2O32- → 2S4O6 2- + 2I-
I2 + amido → complexo azul
I2 + I- → I3- (vermelho-alaranjado)
B(K2S2O8)=0,01 mol/L;
B(Na2 S2O3)=0,01 mol/L;
B(KI)=0,5 mol/L


ln([S2O82-]/[ S2O82-]o) = -K’t ou K’ = t-1 ln([S2O32-]o/[ S2O32-])


Materiais e reagentes
Tubosde ensaio, provetas, cronômetro, solução de iodeto de potássio 0,5 mol.L-1, solução de persulfato de potássio 0,02 mol.L-1, solução de tiosulfato de sódio, termômetro, solução de amido.









Procedimento experimental
Colocou-se em um tubo de ensaio 20,0cm³ da solução de iodeto de potássio e 10,0cm³ da solução de tiosulfato de sódio, e em um outro tubo de ensaio 20,0cm³ dasolução de persulfato de potássio e algumas gotas da solução de amido.
Colocou-se os dois de tubos ensaio em um béquer de 2,0 litros contendo água resfriada, entre 5 e 10°C. Aguardou-se alguns minutos para que as soluções entrem em equilíbrio térmico com o banho. Anotou-se a temperatura.
Adicionou-se, rapidamente, a solução do primeiro tubo à solução do segundo, acionando simultaneamenteo cronômetro. Agitou-se a mistura e anotou-se o tempo quando a solução se tornou azul.
Os procedimentos anteriores foram repetidos nas temperaturas aproximadas de 15, 20, 25, 30 e 35°C.


Cálculos
ηo(S2O82-)=B(S2O82-)V(S2O82-)
ηo(S2O32-)=B(S2O32-)V(S2O32-)
η(S2O32-)= ηo(S2O82-)-ηo(S2O32-)/2


K’=t-1ln (ηo(S2O82-)V-1/ η(S2O82-)V-1) ou K’=t-1ln(ηo(S2O82-)/η(S2O82-))


Sendo ηo a concentração inicial e η a concentração final.


Resultados


Tabela 1 – Tempo de reação para temperaturas diferentes
|Reação |t/s |θ/°C |T-1/10-3K-1 |K’ |lnK’ |
|1 |756 |10,5 |3,52 |3,8054x10-4 |-7,8739 |
|2 |502 |14,8|3,47 |5,7307x10-4 |-7,4645 |
|3 |327 |20,7 |3,41 |8,7976x10-4 |-7,0359 |
|4 |247 |24,2 |3,36 |1,1647x10-3 |-6,7553 |
|5 |152 |30,0 |3,30 |1,8926x10-3 |-6,2698 |
|6 |117...
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