Energia de ativação da reação do relógio de iodo

Escrito por jack brubaker | Traduzido por luiz neves
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Muitos alunos avançados de química de ensino médio ou superior fazem um experimento conhecido como "relógio de iodo", no qual o peróxido de hidrogênio reage com o iodeto para formar iodo, que por sua vez reage com o íon tiossulfato até que este seja completamente consumido. Nesse ponto, a solução torna-se azul na presença de amido. O experimento ajuda os alunos a entenderem os fundamentos da cinética química — a velocidade na qual cada reação ocorre.

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Energia de ativação

As reações químicas são termodinamicamente "favoráveis" se a energia total dos produtos for mais baixa que a dos reagentes. A formação dos produtos, entretanto, primeiramente requer uma quebra de ligação nos reagentes, e a energia necessária para essa quebra representa uma barreira energética conhecida como "energia de ativação", ou Ea.

Medindo a energia de ativação

A determinação da energia de ativação precisa de dados cinéticos, por exemplo, a constante de velocidade, k, da reação determinada em uma variedade de temperaturas. O aluno então constrói um gráfico do ln k no eixo y e 1/T no eixo x, onde T é a temperatura em Kelvin. Os pontos do gráfico devem ficar em uma linha reta, com a inclinação dada por (-Ea/R), onde R é a constante dos gases ideais.

Energia de ativação do relógio de iodo

O gráfico de (ln k) e (1/T) para a reação do relógio de iodo deve apresentar uma inclinação de cerca de -6230. Portanto, (-Ea/R) = -6230. Usando uma constante dos gases ideais de R = 8,314 J/K.mol, temos que Ea = 6800 * 8,314 = 51,800 J/mol, ou 51,8 kJ/mol.

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