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Pré-visualização | Página 1 de 2Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Unidade Contagem – Controle Ambiental Laboratório de Físico-Química CAmb Cinética de Efervescência. Márcio Alves Alunos: Larissa Alves, Letícia Almeida, Letícia Lima, Samuel de Oliveira, Ygor. Contagem, 24 de Outubro de 2017. Introdução: Os comprimidos efervescentes, apesar de variarem um pouco de remédio para remédio, tem sempre em sua composição dois ingredientes básicos: um ácido orgânico e uma base carbonada. O comprimido é muito utilizado para remediar a má digestão, entretanto, sabe-se que este deve ser utilizado com cautela, já que seu abuso pode causar problemas cardiovasculares e hipertensão [1]. A reação do comprimido efervescente é um ótimo exemplo para o estudo da química cinética, sendo este o ramo da química que estuda a rapidez das reações e os fatores que a determinam. A velocidade média que o produto foi formado e a velocidade média dos reagentes consumidos são calculadas por uma expressão, dada a seguinte reação de exemplo: [2] H+ + OH- H2O Velocidade média de Consumo Velocidade média de Formação V= ou V= V= O conhecimento dessas é de extrema relevância, já que em alguns processos do dia a dia é necessário controlar o tempo que as reações ocorrem, podendo interferir então na reação, tornando-a mais lenta ou rápida. Após descobertas experimentais, comprovou-se que a rapidez dessas reações dependem, principalmente, dos seguintes fatores: [3] Catalisador: amplamente utilizada em processos produtivos, como por exemplo, na formação do sabão, o catalisador é uma substância que tem o poder de acelerar determinada reação sem participar dela; Superfície de contato: quanto maior ela for, mais rápido a reação ocorrerá. Isso acontece porque ao haver um maior contato, um maior número de moléculas participará da reação, ocorrendo mais choques, reagindo mais rápido; Fonte: <http://fazendoquimicaifrj.blogspot.com.br/2015/11/fatores-que-afetam-velocidade-na.html>. Temperatura: sendo a temperatura a quantidade de agitação das moléculas, quanto maior ela for mais rápido determinada reação acontece, já que a energia de ativação desta se torna menor, conforme o gráfico a seguir: Fonte: <http://manualdaquimica.uol.com.br/fisico-quimica/energia-ativacao.htm>. Concentração: O aumento desta resulta em uma maior quantidade de matéria em determinando volume, e, portanto o número de colisões aumenta, fazendo a reação ser mais rápida; Estado físico: Em meio homogêneo, há maior chance das reações ocorrerem mais rápido do que em meio heterogêneo, devido à maior possibilidade de choques nesse meio. Outros fatores externos (luminosidade, barulho) podem interferir na velocidade das reações, ou até mesmo a própria natureza do(s) reagente(s). Um típico exemplo é a água oxigenada, que em presença de luz se decompõe mais rápido. Tendo o conhecimento de tal fato, uma solução criada pelas empresas para aumentar o tempo de prateleira dos produtos foi utilizar embalagens que não são brancas ou transparentes, já que elas absorvem mais luz. Objetivos: - Estudar os fatores que influenciam na cinética de comprimidos efervescentes. Materiais e Métodos: Materiais Béqueres de 250 mL; Cronômetro; Comprimido efervescente; Termômetro; Cadinho (para triturar o comprimido); Profeta de 50 mL; Espátula; Agitador magnético; Água deionizada; Ácido clorídrico; Hidróxido de sódio; Métodos Mediu-se 100 mL de água deionizada e verteu em béqueres de 250 mL. Em alguns casos a água teve ser aquecida usando o agitador magnético e mediu-se a temperatura com o termômetro; Com o auxilio da espátula cortou-se os comprimidos efervescentes; Usando o cronômetro, mediu-se o tempo necessário para que a reação terminasse. Sabe-se que a reação finalizou, quando a liberação de gás cessou. O experimento deve ser repetido 5 vezes respeitando as seguintes condições: ¼ de comprimido efervescente em 100 mL de água, à temperatura ambiente. 1/2 de comprimido efervescente em 100 mL de água, à temperatura ambiente. ¼ de comprimido efervescente em 100 mL de água, à temperatura de 60 °C. ¼ de comprimido efervescente triturado em aproximadamente 25 mL de uma solução ácida. Colocou-se ¼ de comprimido efervescente triturado em aproximadamente 25 mL de uma solução básica. Resultados e Discussões: Segue abaixo a tabela com os resultados obtidos na prática: Dados Obtidos Experimento Qtde de comprimido Reagente líquidos Temperatura Tempo de efervescência 1 1/4 inteiro 100mL (água) Ambiente 2min21s 2 1/2 triturado 100mL (água) Ambiente 1min50s 3 1/4 triturado 100mL (água) 60°C 45s 4 1/4 triturado 25mL (s.ácida) Ambiente 1min05s 5 1/4 triturado 25mL (s.básica) Ambiente 24s bem: baixo na tabela os resultados obtidos na prcidade de reaç O comprimido efervescente comumente encontrado em farmácias é composto principalmente por bicarbonato de sódio NaHCO3(s), que é um sal sólido cristalino solúvel em água e ácidos orgânicos, como o ácido cítrico. À medida que o comprimido entra em contato com a água, ocorre a seguinte reação: C6H8O7(s) + 3 NaHCO3(s) ----- 3 CO2(g) + 3 H2O(l) + Na3C6H5O7(aq) Podemos observar que o único gás formado foi o dióxido de carbono, sendo ele o responsável pela efervescência (formação de bolhas) conferida quando adicionamos água ao comprimido. Podemos verificar experimentalmente e teoricamente, analisando a equação, que a água possui papel fundamental na reação, já que a mesma promove a formação, a agregação e a dissociação do ácido cítrico e do bicarbonato de sódio, que reagem entre si, formando o dióxido de carbono, água e citrato de sódio. Portanto, sem a água as reações não seriam possibilitadas, e, por isso, as mesmas não se sucedem em meio não aquoso. Outro fato a ser levado em consideração é que no estado sólido as substâncias não reagem por falta de mobilidade, enquanto que, no meio líquido, pelas moléculas possuírem mais energia cinética, se movimentam mais promovendo as interações e reações. Na tabela que mostra o tempo gasto das reações é possível observar diferenças, estas podem ser explicadas pelas diferentes condições que o comprimido foi submetido. Nota-se que quando o comprimido é colocado inteiro a reação ocorre mais lentamente do que quando este é colocado triturado, isso pode ser explicado pela superfície de contato do comprimido com o solvente, que aumenta quando está triturado. A maior superfície de contato faz com que as moléculas e partículas se interajam mais facilmente com o solvente. Outra característica que se pode notar é em relação à temperatura. Em temperaturas mais altas do solvente, no caso 60°C, a reação ocorreu mais rapidamente do que em temperatura ambiente, isso ocorre devido a agitação das moléculas. Em 60ºC as moléculas de água estavam se movendo mais rapidamente do que em temperatura ambiente, essa agitação faz com que as moléculas do comprimido (dissolvidas) colidam com essas moléculas do solvente em uma maior intensidade, ocasionando uma diminuição da energia de ativação da reação, e consequentemente na maior velocidade da reação. Quando o comprimido é submetido a soluções ácidas, há no meio uma maior quantidade de íons H+ que é reagente da principal reação do comprimido efervescente que libera CO2 : C6H8O7(s) + 3NaHCO3 (s) 3CO2 (g) + 3H2O + Na3C6H5O7(aq), sendo o H+ reagente, sua maior concentração advinda do acréscimo do ácido proporciona uma quantidade maior de íons para reagir, ou seja, uma maior quantidade de colisões, que com a energia suficiente formarão as novas ligações, aumentando assim a velocidade da reação. Quando o comprimido foi submetido a soluções básicas, pode-se observar que a reação ocorre mais rapidamente do que em soluções ácidas, mas esse fenômeno não é esperado, pois o íon H+ é o reagente, e em soluções básicas há uma maior concentração Página12 Que fatores tornam a reação de um comprimido efervescente com água mais rápida ou mais lenta?A reação ocorre com maior velocidade no copo onde se encontra a água aquecida. De um modo geral, quanto maior a temperatura, mais rapidamente se processa a reação.
Porque um comprimido efervescente reage mais rapidamente com água se for moído?Um exemplo é quando dissolvemos um comprimido efervescente triturado: ele se dissolve mais rapidamente do que se estivesse inteiro, isto acontece porque aumentamos a superfície de contato que reage com a água.
O que pode tornar a reação química mais rápida ou mais lenta?A velocidade das reações químicas é alterada principalmente por variações na superfície de contato, na concentração dos reagentes, na temperatura e pelo uso de catalisadores.
Por que algumas reações são mais lentas e outras mais rápidas?Concentração de reagentes: Quanto maior a concentração dos reagentes maior será a velocidade da reação. Já sabemos que para uma reação acontecer é necessário que as moléculas se rompam, e quanto maior for o contato entre elas, mais fácil fica de se chocarem.
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Que fatores tornam a reação de um comprimido efervescente com a água mais rápido ou mais lento?
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