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8/19/2019 Influência da temperatura na cinética de reações
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE CIÊNCIAS E
TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA, QUÍMICA E BIOLOGIA
EXPERIÊNCIAS DE FÍSICO-QUÍMICA (CINÉTICA QUÍMICA)
EXP 2: Influência da Temperatura na Hidrólisedo Acetato de
Etila
INFORMAÇÕES GERAIS
A reação do acetato de etila em meio aquoso se processa
lentamente,
sendo catalisada em solução básica ou ácida:
CH3 C O
O
C2H5 + +H2O H+
CH3 C OH
O
+ C2H5OH + H+
CH3 C O
O
C2H5 + +H2O H+
CH3 C OH
O
+ C2H5OH + H+
k 1
k -1
A reação é reversível e a velocidade de hidrólise num tempo
qualquer é
igual à diferença entre a velocidade de decomposição e a
velocidade da
reação inversa. Assim, sua lei de velocidade pode ser escrita
como:
acético]ac.][etanol[]etilaac.][água[]etilaac.[
11 k k dt
d (1)
Para soluções diluídas, a concentração da água está em excesso e
sua
variação com o tempo pode ser desprezada com relação à da
concentração do
éster. Então:
acético]ac.][etanol[]etilaac.[]etilaac.[
11 k k
dt
d (2)
Nos tempos iniciais da hidrólise as concentrações de etanol e
ácido
acético são muito pequenas, podendo ser desprezadas. Assim, a
lei de
velocidade pode ser reescrita como:
]etilaac.[]etilaac.[
1k dt
d (3)
que caracteriza uma reação de pseudo-primeira ordem.
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Cálculo de V
O volume da solução inicialmente formada por uma mistura de
100 mL de HCl 1 mol/L com 5 mL de acetato de etila é designada
por VS. A
25 °C, VS é 104,6 mL (menor que 105 mL porque a solução não
é ideal). VX éo volume de hidróxido de sódio 0,30 mol/L
necessário para neutralizar uma
alíquota de 5 mL do HCl.
O volume total de hidróxido de sódio (V
) necessário para titular o
ácido clorídrico e o ácido acético produzidos na hidrólise
completa do acetato
de etila contido na alíquota de 5 mL da mistura em reação é dado
por:
Setilaacetato
etilaacetato
S
X
VV
100VV
m m
d
C NaOH .
251000 (4)
onde C NaOH é a concentração de hidróxido de
sódio, d acetato etila a densidade
do acetato de etila (0,92454 g/mL a 25 °C e 0,91183 g/mL a 35 °C
e
0,89912 g/mL a 45 °C) e m.m acetato etila a massa
molecular do acetato de
etila.
MATERIAL NECESSÁRIO
2 balões volumétricos de 500 mL
1 bureta de 50 mL
1 pipeta volumétrica de 50 mL
1 pipeta volumétrica de 5 mL
1 pipeta graduada de 10 mL
2 erlenmeyers de 125 mL
1 béquer de 500 mL
2 recipientes para banho de gelo
Gelo
Solução de NaOH 1,0 mol/L
Acetato de etila
Solução de fenolftaleína
termostato
termômetro
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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Preparar 500 mL de uma solução de NaOH 0,30 mol/L, a partir
de
uma solução 1,0 mol/L. Preparar também 500 mL de uma solução de
HCl
1,0 mol/L a partir do ácido concentrado. Padronizar o NaOH com
ácido
oxálico utilizando fenolftaleína como indicador.
Colocar num erlenmeyer uma alíquota de 5 mL da solução de
ácido
clorídrico preparada e titular com hidróxido de sódio
padronizado, usando
como indicador fenolftaleína. Repetir mais uma vez e tirar a
média dos
resultados.
Colocar num erlenmeyer 100 mL de HCl que deve estar a 25 °C, e
em
seguida adicionar 5 mL de acetato de etila. Quando a pipeta com
acetato
de etila estiver pela metade, acionar o cronômetro e manter o
meio
reacional termostatizado a 25 °C.
Retirar alíquotas de 5 mL do meio reacional em intervalos de
10 minutos, até um total de 4 medidas. Cada alíquota deve ser
colocada
num erlenmeyer já contendo um pouco de água e fenolftaleína
(previamente
deixado num banho de gelo picado com um pouco de NaCl), para
brecar a
velocidade da reação. Em seguida, titular
rapidamente com o hidróxido de
sódio 0,30 mol/L. O gelo deverá permanecer até o fim da
titulação.
O estudo cinético deverá ser repetido nas temperaturas de 35 °C
e 45 °C.
RESULTADOS
1. Fazer uma representação gráfica de log (V -
Vt ) em função de t para as
temperaturas de 25 °C, 35 °C e 45 °C.
2. Calcular as constantes de velocidade para os casos acima.
3. Comentar sobre a ordem da reação.
4.
REFERÊNCIAS ESPECÍFICAS
1. J.L. Latham and A.E. Burgess. Elementary Reaction
Kinetics , London,Butterworths, 1977.
