Gráfico Cinética Química

47 Prática 5 Cinética química 48 PRÁTICA 5 Velocidade das reações Introdução Para que ocorra uma reação química é necessário que haja colisões entre as moléculas dos reagentes com energia suficiente para quebrar suas ligações e se formarem novas ligações rearranjo dos átomos dos reagentes para formação dos produtos E alguns fatores externos alteram a frequência de colisões entre os reagentes de uma reação química aumentando ou diminuindo assim a velocidade com que ela ocorre Tais fatores podem ser por exemplo a temperatura a pressão a concentração de reagentes a superfície de contato e a presença de catalisadores ou inibidores Neste experimento você irá investigar o efeito da concentração temperatura e área da superfície de contato na reação de magnésio metálico com ácido clorídrico A reação se caracteriza pela produção de gás hidrogênio até o consumo total do magnésio sólido Os resultados serão analisados utilizando o tempo total de reação e a taxa de reação calculada a partir das informações coletadas em cada experimento Vidrarias Vidrarias e descrição Capacidade Quant por grupo Tubos de ensaio grandes 10 Vidro de relógio 10 mL 1 Pipeta Graduada Bastão de vidro Béquer 10 mL 250 mL 3 1 2 Materiais Materiais Especificações Quant por grupo Termômetro 1 Peras 2 Cronômetro 1 Tópico cinética química Leis de velocidade catálise 49 Estante para tubos grandes 2 Lixa dágua Reagentes Reagentes Concentração Quant por grupo Quant por turma Fita de magnésio 12 cm 1 80 cm Soluções de HCl 30 mol L1 40 mL 150 mL Soluções de HCl 05 mol L1 40 mL 250 mL Procedimento Experimental Limpe uma fita de magnésio aproximadamente 12 cm e cortea em 8 pedaços de 1 cm e 2 pedaços de 2 cm PARTE A Efeito da Temperatura 1 Prepare 3 tubos de ensaio com 10 mL de HCl 05 mol L1 2 Pese 3 pedaços de 1 cm de fita de Mg Use a balança para medir a massa de cada pedaço de fita de magnésio Esse valor será utilizado para determinar a taxa de decomposição do magnésio 3 Prepare um banho termostático em 3 diferentes temperaturas aproximadamente 0 25 50 C use um béquer de 250 mL contendo 150 mL de água como banho 4 Coloque o tubo de ensaio no banho e espere por aproximadamente 3 minutos Meça a temperatura da solução de ácido e registrea na parte A da tabela 5 Retire o termômetro e coloque um pedaço de fita de magnésio na solução de HCl 6 A partir do momento em que o magnésio entra em contato com o ácido clorídrico meça o tempo requerido para completar a reação PARTE B Efeito da Concentração 1 Prepare 5 tubos de ensaio com as quantidades de água e solução de 3 mol L1 de ácido clorídrico como apresentado na Tabela de Dados Parte B rotule cada tubo de ensaio 1 Pese 5 pedaços de 1 cm de fita de Mg Use a balança para medir a massa de cada pedaço Esse valor será utilizado para determinar a taxa de decomposição do magnésio 50 2 Coloque um pedaço de fita de magnésio na solução de HCl presente em cada tubo A partir do momento no qual o magnésio entra em contato com o ácido clorídrico meça o tempo requerido para completar a reação 3 Registre o tempo na parte B da tabela PARTE C Efeito da Área de Contato 1 Com o auxílio de uma tesoura pique a maior quantidade de pedaços possível 2 cm de fita de magnésio 2 Pese os pedaços de fita de Mg Use a balança para medir a massa de cada pedaço de fita de magnésio Esse valor será utilizado para determinar a taxa de decomposição do magnésio 3 Misture em um tubo de ensaio 80 mL de água 20 mL de HCl 30 mol L1 4 Coloque os pedaços picados da fita de magnésio dentro do tubo de ensaio e meça o tempo requerido para completar a reação 5 Registre o tempo 6 Repita o procedimento dos itens 34 com 2 cm de fita de Mg sem picar 51 RELATÓRIO DIRIGIDO PRÁTICA 5 ENTREGAR NO FINAL DA AULA PRÁTICA NOME RA NOME RA NOME RA NOME RA NOME RA Parte A Tabela 1 Tabela de Dados Parte A Tubo Massa da fita de Mg g T média º C Tempo de reaçãos Taxa de reação 1 2 3 Parte B Tabela 2 Tabela de Dados Parte B Tubo Soluções Concentração de HCl mol L 1 Massa da fita de Mg g Tempo de reaçãos Taxa de reação 1 10 mL de HCl 30 mol L1 2 40 mL H2O 60 mL de HCl 30 mol L1 3 70 mL H2O 30 mL de HCl 30 mol L1 4 80 mL H2O 20 mL de HCl 30 mol L1 5 90 mL H2O 10 mL de HCl 30 mol L1 Parte C Tabela 3 52 Tabela de Dados Parte A Tubo Massa da fita de Mg g T média º C Tempo de reaçãos Taxa de reação 1 2 1 Por que é necessário limpar o magnésio 2 Por que o volume e a molaridade do ácido são os mesmos em cada tentativa da Parte A 3 Faça um gráfico de taxa de reação versus temperatura usando os dados da Parte A Insira todos os dados necessários para identificar os eixos das abcissas e ordenada 53 Figura 1 4 i Que efeito a temperatura tem na velocidade da reação ii A velocidade da reação diminuiu aumentou ou permaneceu a mesma com o aumento da temperatura da solução do ácido Baseado nas taxas de reação determinadas para cada temperatura discuta se as mesmas seguem alguma relação matemática Dica Busque informações sobre a Equação de Arrhenius e discuta de qual maneira você deveria representar os dados caso a reação se comportasse segundo Arrhenius 54 5 Faça um gráfico de concentração versus tempo de reação usando os dados da Parte B Insira todos os dados necessários para identificar os eixos das abcissa e ordenada Figura 2 6 Que efeito a concentração tem na velocidade da reação i Compare as taxas de reação ii A velocidade da reação diminuiu aumentou ou permaneceu a mesma com o aumento da concentração de ácido 55 7 Fazendo uma previsão você esperaria que a taxa de reação na Parte A aumentasse se o ácido fosse mais concentrado Explique por quê 8 Compare as taxas de reação do experimento da Parte C Você esperaria que a taxa de reação tivesse o mesmo valor se o experimento fosse feito nas mesmas condições porém o Mg utilizado na forma de pó 56 9 As taxas de reação determinadas experimentalmente podem ser previstas com certeza quando mais de um fator que afeta a velocidade da reação está envolvido Explique 57