Análise da Concentração de Óxido de Etileno em Função do Tempo

A primeira coisa que precisamos fazer é organizar os dados Note que por misturarmos 1000 mL de uma solução 4 molL com 1000 mL de água teremos 4 mol de óxido de etileno dissolvidos em 2000 mL de água portanto a concentração inicial de óxido de etileno é de 2 molL Com isso em mente como a estequiometria de reação é 11 gastamos 1 mol de óxido de etileno para formar 1 mol de etilenoglicol para encontrarmos o consumo de óxido de etileno em função do tempo é só subtrair 2 mol concentração inicial da quantidade de etilenoglicol formada que foi fornecida na tabela Observe na figura ao lado Pratique FEEDBACK Estudo de caso Relatório FEEDBACK Figura 1 Determinação da concentração de óxido de etileno em função do tempo Fonte Elaboração do autor Agora temos a variação de concentração do óxido de etileno em função do tempo Podemos iniciar a nossa investigação da Lei de velocidade e da ordem de reação Primeiramente vamos plotar um gráfico com a concentração de óxido de etileno na ordenada eixo y vertical e o tempo em minutos na abcissa eixo x horizontal O resultado é semelhante ao mostrado na figura ao lado Pratique FEEDBACK Estudo de caso Relatório FEEDBACK Figura 2 Gráfico da variação da concentração do óxido de etileno em função do tempo Fonte Elaboração do autor Através deste gráfico ainda não podemos concluir sobre a constante de velocidade específica mas podemos descartar uma cinética de reação de ordem zero pois se esse fosse o caso o gráfico resultante da concentração em função do tempo seria uma reta o que evidentemente não é o caso Restam portanto dois modelos para serem testados o de primeira e o de segunda ordem Para que o teste seja feito precisamos transformar os dados de concentração para testarmos o modelo de primeira ordem devemos calcular o logaritmo natural de cada um dos valores de concentração em função do tempo Pratique FEEDBACK Estudo de caso Relatório FEEDBACK Figura 3 Tabela com os valores de lnóxido de etileno quarta coluna Fonte Elaboração do autor Montamos agora o gráfico de lnóxido de etileno eixo y em função do tempo em minutos eixo x O gráfico deverá ser semelhante ao mostrado na figura 4 Pratique FEEDBACK Estudo de caso Relatório FEEDBACK Figura 4 Gráfico de lnóxido de etileno em função do tempo Fonte Elaboração do autor A aderência da reação ao modelo é relacionada à linearidade do gráfico portanto esse resultado parece bastante promissor No entanto a análise não será apenas visual e precisamos verificar como a reação se adequa ao modelo de segunda ordem Para montar esse gráfico devemos plotar a recíproca da concentração de óxido de etileno 1óxido de etileno em função do tempo A figura 5 mostra os valores obtidos coluna 5 Pratique FEEDBACK Estudo de caso Relatório FEEDBACK Figura 5 Tabela com valores de 1óxido de etileno quinta coluna Fonte Elaboração do autor O gráfico com os valores de 1óxido de etileno em função do tempo fica semelhante ao da figura 6 Pratique FEEDBACK Estudo de caso Relatório FEEDBACK Figura 6 1óxido de etlieno em função do tempo Fonte Elaboração do autor Como podemos notar o gráfico resultante não é linear o que indica a baixa aderência da reação que estamos estudando a esse modelo Concluise portanto que a hidrólise do óxido de etileno segue uma cinética de primeira ordem Se por acaso tivéssemos resultados semelhantes dois gráficos visualmente retilíneos a decisão é tomada pelo coeficiente de correlação r2 obtida através de uma regressão linear O gráfico que possuir o valor de r2 mais próximo de 1 representa a lei mais adequada para descrever a reação que estamos estudando De fato o r2 calculado para o gráfico obtido mostrado na figura 4 é de 099999 o que demonstra uma excelente aderência da reação que estamos estudando à lei de velocidade de primeira ordem Para encontramos a constante de velocidade específica é muito simples precisamos apenas encontrar a inclinação da reta do gráfico Uma vez que a expressão da Lei de velocidade de primeira ordem é lnC lnC0 kt uma equação da reta em que ylnC xt inclinação k e intercepto lnC0 A inclinação da reta é igual a 0315 portanto k0315 e k 0315 min1 Com o valor da constante k podemos calcular o que foi pedido no item c do nosso pratique Vamos usar a expressão da lei de velocidade de primeira ordem Pratique FEEDBACK Resolução de um problema Relatório FEEDBACK Pratique FEEDBACK Resolucdo de um problema wa FEEDBACK Relatorio InCInCOkt A concentracao pedida no exercicio é a que estara presente em 5 minutos e a concentraco inicial 6 de 10 molL Realizando o calculo temos InCIn1003155 InC2301575 InC0725 C e725 C206 MolL Verifique se o desenvolvimento de sua atividade contemplou todas essas etapas Vale a pena observar o passo a passo mostrado nesta devolutiva e refazer os passos que possam ter ficados obscuros Reveja também o conteudo abordado na unidade 4 para tirar quaisquer duvidas