Prática Química Geral II: Cinética

Prática de Cinética Química: Velocidade média e cálculo da ordem de ligação da reação entre tiossulfato e ácido súlfúrico

Reação: S2O3^2-(aq) + H2SO4(aq) -> S(s) + SO2(g) + H2O(l). O enxofre turva a solução e permite anotar o tempo de reação.

TEORIA:
Velocidade da reação: V = k[A]^m[B]ⁿ

Considerando que temos as concentrações iniciais dos reagentes e que a concentração em relação ao ácido é constante: V = Vo = DC/Dt, onde Dt é uma quantidade de tempo decorrida do início da reação e DC é o tiossulfato gasto nesse tempo para formar uma quantidade constante, mesmo que desconhecida de enxofre (S).

Fazendo [B] = constante, temos:
Vo = DC/DT = k1[A]^mk2
Aplicando logaritmos teremos: ln(Vo) = ln(DC)-ln(Dt) = m ln([A] + n ln(k1) + ln(k2)
Que pode ser reescrita como, porque ln(Vo) é proporcional a ln(1/Dt), ln(1/Dt) = m ln([A] + ln(k'). Esta equação é definida por uma reta do tipo y = mx + b.

A curva obtida plotando-se os valores de ln([S2O3^2-]) versus ln(1/t), ajustada para uma reta, fornece como inclinação o valor de m, ordem da reação em relação ao tiossulfato. A ordem da reação em relação ao ácido pode ser determinada de modo análogo fazendo a concentração do tiossulfato constante.

Referência: GIESBRECHT, E (coord.). Experiências de Química, Ed. Moderna, 1979.

Abaixo observamos a curva ln([S2O3^2-]) x ln(1/t) em relação a variação da concentração do tiossulfato obtida experimentalmente pela turma Geral II/P2 (UESB):
Obs: Conc. inicial de tiossulfato = 0,3 mol.l^-1 e [H⁺] = 0,3N.
A ordem real desta reação em relação ao ácido sulfúrico é 0,5 e em relação ao tiossulfato é 1,2. O erro experimental (m=1,091) em relação ao tiossulfato foi de apenas 9.1%. A ordem da reação em relação ao ácido pode ser determinada de modo análogo fazendo a concentração do tiossulfato constante.