Velocidade da reação
Introdução
As reações químicas podem ocorrer em várias etapas, porém uma é
determinante para sua velocidade. Nesse experimento será possível visualizar
por meio de uma aproximação simples como isso acontece.
Materiais necessários
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2 garrafas pet cortadas com tampa
ferro de solda
Proveta
Cronômetro
100 mL de água
Corante alimentício
Suporte universal
Argolas
Suporte e argolas.
Água com corante e proveta.
Garrafas pet e solda elétrica.
Cronômetro
Passo 1
Em cada uma das tampinhas das garrafas pet, faça um furo utilizando o ferro
de solda, certificando-se que eles tenham diâmetros diferentes. Tampe as
garrafas e coloque no suporte a garrafa com maior orifício acima de uma
proveta de 100 mL.
Passo 2
Teste 1
Verta 100 mL de água na garrafa com furo de maior diâmetro. Marque o tempo
gasto para encher a proveta.
Teste 2
Verta 100 mL de água na garrafa com furo de menor diâmetro. Marque o tempo
gasto para encher a proveta.
Passo 4
Teste 3
Combine as garrafas, uma acima da outra, e verta o liquido. Meça o tempo
gasto para encher a proveta.
Maior orifício em cima.
Maior orifício em baixo.
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Confira o vídeo
Passo 5
O que acontece
A maioria das reações químicas pode ser escrita segundo etapas que,
somadas, fornecem a reação global de um sistema.
Essa sequência de etapas é chamada de mecanismo da reação. Cada uma
das etapas possui uma velocidade característica. Alguns fatores podem
influenciar na velocidade da reação química, tais como: temperatura,
concentração dos reagentes, pressão, superfície de contato e uso de
catalisador.
Esquema de uma reação genérica :
A + B → C + D Etapa Rápida
C + D → E + F Etapa Lenta
D + G → B+ H Etapa moderada
A+ D + G → E + F +H Global
A equação global é obtida através da soma das equações das três etapas.
Algumas espécies não aparecem na equação global porque constituem
reagentes em uma das etapas e produtos em outra e podem, portanto, ser
canceladas. Nesse exemplo genérico observa-se que a espécie B é um
catalisador (participa da reação e é regenerado) e as espécies C, D e G são
intermediárias.
Em processos que contêm varias etapas, a etapa lenta é a que determina a
velocidade da reação.
O experimento demonstra que, grosso modo, a etapa lenta (funil ou garrafa
com menor diâmetro) é a etapa determinante para a velocidade da reação
global. Observou-se que as velocidades de escoamento encontradas para o
conjunto de garrafas se apresentam próximas da velocidade de escoamento
observada para o funil ou garrafa com furo estreito separadamente. Pode-se
concluir que a velocidade independe da disposição dos funis e sim da etapa
lenta do processo.