2010
CINÉTICA QUÍMICA PARA O ENSINO PUC/SP
FUNDAMENTAL
ROTEIRO DE ATIVIDADES
Escola Nossa Senhora das Graças | Prof. Juliana Isabel M. dos Anjos Pereira; alunos: Dárcio Arthur S. Moreira; João Pedro Guimarães; Matheus Dias Silva; Lucas Leite Guariglia Supervisão profas. Marisa Almeida Cavalcante e Cristiane R. C. Tavolaro (PUC/SP)
Escola Avançada Suplementar de Ciência e Tecnologia Marcelo Damy da PUC/SP
VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA NOME _____________________________________ ESCOLA_____________________________________ EQUIPE___________________SÉRIE______________ PERÍODO_____________ DATA __________________
Pensando um pouco... Sabe-se que para as substâncias reagirem precisamos que elas sejam postas em contato do modo mais eficaz possível e que os reagentes tenham afinidade química, ou seja, uma tendência natural pra reagir. Você já parou pra pensar no tempo que leva pra ocorrer uma reação química e o que poderíamos fazer para que esse tempo fosse alterado? Na prática, às vezes nos interessa acelerar as reações. Exemplos: • • •
A panela de pressão acelera o cozimento dos alimentos. A secagem do gesso ortopédico deve ser rápida. A reação que infla um airbag deve ser praticamente instantânea.
Outras vezes, nos interessa desacelerar as reações. Exemplos: • •
Usamos a geladeira para conservar os alimentos e o freezer para retardar ainda mais as reações de decomposição dos alimentos Retardamos a ferrugem com produtos químicos e tintas especiais
Frequentemente queremos chegar a um meio-termo. Exemplo:
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•
Não queremos que a gasolina pegue fogo sozinha (seria um desastre), mas queremos uma queima vigorosa no motor do automóvel, para melhorar seu desempenho.
Pensando mais um pouco... Assista ao vídeo, clique na imagem para acessar o vídeo:
http://www.youtube.com/wat ch?v=sAZs7vEJ2z0
Agora responda a seguinte questão:
Quais os fatores que alteram a velocidade de uma reação química?
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Objetivos Realizar o experimento relógio de iodo (reação de Landolt) Verificar a velocidade de uma reação química Estudar os fatores que influenciam a velocidade de uma reação química
Introdução A Cinética Química é o estudo das velocidades e mecanismos das reações químicas. A velocidade de uma reação é medida da rapidez com que se formam os produtos e se consomem os reagentes. Percebemos evidências de transformações químicas por todos os lados e o estudo da velocidade das reações fornece informações valiosas de como as transformações químicas ocorrem na realidade. Nesse experimento iremos verificar a velocidade de uma reação química a partir de uma reação chamada relógio de iodo, a reação de Landolt, que apresenta uma súbita mudança de cor, e os fatores que a influenciam através de um circuito fotoelétrico ligado ao software Audacity no classmate PC.
Materiais utilizados Reagentes: • Iodato de potássio, KIO3 • Bissulfito de sódio, NaHSO3 • Ácido sulfúrico, H2SO4
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• Água destilada • Amido solúvel Materiais para o preparo das soluções: • Balança • Vidro de relógio • Béqueres • Bastão de vidro • Balão volumétrico • Tela de amianto • Tripé • Bico de bunsen • Termômetro Materiais para o circuito fotoelétrico: • Resistor de 8 ohms • Foto transistor • Bateria 9V • LED • Ponteira LASER • Garras jacaré • Plug para a entrada de som do Classmate PC • Fios condutores de ligação
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• Software para análise de dados • Conector para bateria • Suporte para os componentes do circuito • Pregos • Fita isolante Classmate PC ( ou qualquer PC com placa de som) e software Audacity
Procedimento Experimental Preparo das soluções e procedimento experimental da reação de Landolt: 1) Prepare duas soluções, A e B. Solução A: Dissolva 2,0 g de KIO3 em 1000 mL de água destilada. Solução B: Dissolva 2,0 g de amido solúvel em 500 mL de água fervente. Observe que as duas soluções, A e B, são incolores. 2) Deixe a solução B esfriar e depois adicione: 0,40 g de NaHSO3 + H2SO4 (6 mol/L) (ou 1,7 mL H2SO4 conc.) O resultado é a solução C, também incolor. 3) Dilua a solução C até 1 litro, isto é, adicione água destilada até completar 1 litro.
Montagem do circuito fotoelétrico:
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O circuito utilizado consiste basicamente de um fototransistor associado em serie a um resistor e um led e alimentado por uma bateria de 9 V, conforme o esquema abaixo Sugestão de valores: resistor de 680 Ω e 1/8 Watts
Associamos um fototransistor e um microfone em serie a um led, uma bateria de 9 V e uma resistência de 680 Ω O sinal é retirado no resistor e aplicado a entrada de microfone do PC. Para compreender melhor o circuito clique na figura abaixo e acesse o vídeo
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Realização do Experimento: Deixe o circuito conectado ao classmate PC no software Audacity. Coloque um béquer de 100mL com 40mL da solução C no circuito , de modo que o feixe de laser esteja atravessando a solução. Verifique se o LED permanece aceso. Adicione 40mL da solução A ao béquer tomando o cuidado de evidenciar o som do contato das duas soluções batendo um béquer no outro. Verificar o instante em que a solução final se torna azul escura. Quando isso ocorre a luz sobre o fototransitor é bloqueada e este sinal pode ser observado através do audacity Para verificar o que deve ser observado clique na figura abaixo e acesso o vídeo do experimento.
Após a coleta de dados de um print screen da tela obtida e cole abaixo
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Sinal observado
Tempo da reação obtido através do audacity= Verificação do efeito da temperatura na velocidade dessa reação química:: 1) Resfrie as soluções A e C e repita o procedimento experimental 2) Aqueça as soluções A e C e repita o procedimento experimental. Cole abaixo as telas obtidas para cada caso:
Resfriando as soluções (tela obtida)
Tempo da reação obtido através do audacity=
Aquecendo as soluções (tela obtida)
Tempo da reação obtido através
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do audacity=
Verificação do efeito da concentração na velocidade dessa reação química: Prepare, diluições diferentes da solução A. Inicie sempre com 20 mL da solução A, diluindo com volumes diferentes de água destilada em cada um dos béqueres. Em seguida adicione 20 mL da solução C em cada tubo de ensaio. Observe e registre o que ocorre em cada experimento relativamente ao tempo decorrido para a mudança de cor.
Pensando mais um pouco............ Assista ao vídeo clicando na figura abaixo e tente explicar porque as reações ocorrem em tempos diferentes?
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