Plano de Atividade  Aula de Experimental

Plano de Atividade Aula de Experimental

Cuiabá-MT

2011

Disciplina: Pratica como componente curricular

Docente: Mariuce

Discente: Isadora Carolina Vila

Curso: Licenciatura em Química

Período: 2011/2 integral

Introdução

UFMT/MT

Plano de Aula Experimental

Aula: Cinética Química

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.

Em geral a velocidade de uma reação é determinada através:

  • das propriedades dos reagentes

  • das concentrações dos reagentes

  • da temperatura

  • das superfícies de contato com os reagentes.

  • da velocidade de uma reação, por meio de uma segunda reação muito mais rápida em relação à primeira

  • de processos físicos que determinam indiretamente a velocidade da reação, medindo a variação de uma grandeza física (cor, condutividade elétrica, pressão, etc) durante a reação química.

Objetivos

Verificar a velocidade de uma reação química, 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.

Conteúdo

Evidência e velocidade de reação química, preparo de soluções, circuito fotoelétrico e uso de recursos tecnológicos.

Competências e habilidades

Representação e comunicação

  • Traduzir a linguagem discursiva em linguagem simbólica da Química e vice-versa. Utilizar a representação simbólica das transformações químicas e reconhecer suas modificações ao longo do tempo.

  • Traduzir a linguagem discursiva em outras linguagens usadas em química: gráficos, tabelas e relações matemáticas.

  • Identificar fontes de informação e formas de obter informações relevantes para o conhecimento da Química (livro, computador, jornais ,etc).

Investigação e compreensão

  • Compreender dados quantitativos, estimativa e medidas, compreender relações proporcionais presentes na química (raciocínio proporcional).

  • Reconhecer tendências e relações a partir de dados experimentais ou outros (classificação, seriação e correspondência em química).

  • Reconhecer ou propor a investigação de um problema relacionado à química, selecionando procedimentos experimentais pertinentes.

  • Desenvolver conexões hipotético-lógicas que possibilitem previsões acerca das transformações químicas.

Percepção sociocultural e histórica

  • Reconhecer o papel da química no sistema produtivo, industrial e rural.

.

  • Reconhecer as relações entre o desenvolvimento científico e tecnológico da química e aspectos sócio-político-culturais.

Materiais utilizados e montagem

Reagentes:

• Iodato de potássio, KIO3• Bissulfito de sódio, NaHSO3• Ácido sulfúrico, H2SO4• 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

  • Software para análise de dados

  • Conector para bateria

  • Suporte para os componentes do circuito

  • Pregos

  • Fita isolante

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.

4) Para a reação mistures quantidades iguais da solução A com a solução C.

Ocorrerá uma reação química evidenciada pela mudança de cor do conjunto.

Utilize o circuito fotoelétrico ligado ao software Audacity para verificar , com o máximo de precisão, o instante em que a solução final se torna azul escura.

5) Pode-se repetir o experimento para verificar o efeito da temperatura e o efeito da concentração sobre a reação ocorrida.

Funcionamento

Reações ocorrentes:

a) O iodo e o íon sulfato de hidrogênio são gerados pela reação:

2H+ + 5HSO3- + 2 IO3- → I2 + 5 HSO4 - + H2O

que constitui a etapa determinante da velocidade estudada.

b) O iodo continua a ser consumido como se vê em:

H2O + HSO3 - + I→  2I- + HSO4- + 2 H+

c) Quando se atinge o ponto em que todo o bisulfito é consumido, o iodo fica liberado para formar o íon tri-iodeto e o complexo azul com o amido presente:

2I→ I2 (s)

I2 (s) + I- (aq) →  I3- (aq)

I3- (aq) + amido  → complexo amido-I3- (azul)

Explicação do efeito

A experiência mostra o efeito da interação entre reações químicas - que apresentam velocidades diferentes e são dependentes da concentração - e de outros fatores dos reagentes envolvidos.

A súbita mudança da cor da solução, de incolor para azul profundo, pode ser explicada pela seqüência de reações mostrada no parágrafo anterior.

O tempo necessário para a reação atingir o ponto de mudança de cor depende das velocidades das duas reações, e, conseqüentemente, das concentrações dos reagentes.

Qualquer fator que acelere a primeira reação (por exemplo, um catalisador ou a temperatura) diminuirá o tempo de reação. Então, aumentar a concentração do iodeto, ou do ácido, terá como resultado uma aceleração da reação e a cor azul aparecerá mais rapidamente.

Por outro lado, aumentar a concentração do bisulfito terá efeito oposto, retardando a mudança de cor.

Por que se usa o amido?

As plantas possuem o polissacarídeo, amido que se transforma biologicamente em glicose.

O amido possui uma estrutura espiralada, na qual cada unidade monomérica alfa-acetal possui um átomo de carbono (C1) ligado a outro carbono (C4) de outra unidade.

Na prática, os íons de tri-iodeto ficam seqüestrados (termo químico significando presos) dentro da estrutura do amido: amido – I3- .

Comentários

Cinética Química corresponde ao estudo da velocidade das reações químicas. A velocidade de uma reação química, isto é, a rapidez ou lentidão com que ela ocorre, é controlada por alguns fatores. Os fatores mais relevantes são a natureza física e as concentrações dos reagentes, a temperatura e a presença de catalisadores.

O contato entre os reagentes é a condição inicial para que uma reação química ocorra. Dessa forma, alguns dos fatores mencionados acima estão relacionados com a facilidade ou não de propiciarem o aumento ou a diminuição do contato entre os reagentes, permitindo colisões entre suas partículas.

Como regra geral, quanto mais concentrados forem os reagentes, mais suas partículas (átomos, moléculas ou íons) irão colidir e mais rapidamente a reação irá ocorrer. Caso os reagentes estejam no estado gasoso, as concentrações podem ser medidas em termos de moles/litro, ou segundo as pressões parciais. Soluções de líquidos são expressas como molaridades.

Geralmente, a freqüência de colisão e, conseqüentemente, a velocidade da reação química aumentam com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque, como regra geral, as partículas, quando aquecidas, movem-se mais rapidamente.

A influência da natureza física dos reagentes nas reações químicas é facilmente compreensível. Quanto mais homogêneos entre si forem os estados físicos dos reagentes, mais suas partículas se aproximam e colidem entre si.

Catalisadores são substâncias que, se adicionadas à mistura, facilitam ou permitem a ocorrência de dada reação. É importante destacar que há catalisadores específicos para cada caso.

Referencias

CHASSOT, A.I. A ciência atravésdos tempos. São Paulo: Moderna,

1995.

ZANON, l.B. e PALHARINI, E.M.A Química no ensino fundamental de

ciências. Química Nova na Escola, 1995

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