Efeitos da temperatura e da concentração no equilíbrio de uma reação



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Encontro24.12.2017
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Título do Vídeo: Efeitos da temperatura e da concentração no equilíbrio de uma reação

Nome dos participantes: Sandra Pereira, Sara Almeida e Sónia Paulino

Professor responsável: Alexandra Cohen

Escola: Escola secundária D. João II

E-mail: acohen67@gmail.com

sandra.montana@live.com.pt

sarafilipa_61@hotmail.com

sonia_alexandra_21@hotmail.com

Resumo

Esta experiência foi realizada no âmbito da disciplina de Análises Químicas do curso de Análises Laboratoriais. Esta atividade experimental pertence ao programa de atividades experimentais obrigatórias do 11º ano de Físico-Química A.

Nesta atividade experimental pretendemos demonstrar os fatores que influenciam o equilíbrio de uma reação. Para isso iremos utilizar, o Cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado.

Conceitos

Quando uma reação está em equilíbrio químico, a velocidade da reação direta e inversa é igual. Sabe-se que, num sistema em equilíbrio, quando a reação direta é endoenergética (absorver energia), automaticamente, a reação inversa tem de ser exoenergética (libertar energia). A equação que traduz a evolução da reação no sentido direto é:

CoCl2.6H2O(aq) ↔  CoCl2.2H2O(aq) + 4H2O(l)

Rosa Azul

Segundo o princípio de Le Chatelier, se perturbarmos um sistema em equilíbrio, este tende a evoluir no sentido contrário ao que ocorreu a perturbação, de forma a atingir um novo estado de equilíbrio. Se aumentarmos a temperatura do sistema (fornecemos energia), este vai tenderá a evoluir no sentido da reação endoenergética, consumindo a energia que lhe é fornecida. Quando diminuímos a temperatura, o sistema reage de forma a compensar essa perturbação, ou seja, evolui no sentido da reação exoenergética, aumentando, assim, a energia do sistema.

Segundo o princípio enunciado, ao aumentarmos a temperatura, a reação evolui no sentido direto, ou seja, absorve a energia fornecida o que faz com que haja uma maior produção de produtos, aumentando, assim, a sua concentração no sistema e conferindo-lhe uma cor azul intensa. Se diminuirmos a temperatura, acontece o processo contrário, a reação evolui no sentido inverso, e o sistema ganha uma cor rosa-avermelhada intensa.



Protocolo Experimental

Segurança:

  • Etanol:




R11

Facilmente inflamável.




S7

Manter o recipiente bem fechado.




S16

Conservar longe de fontes de ignição.





  • Cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado:




R 22

Também nocivo por ingestão.




R 42/43

Pode causar sensibilização por inalação e em contacto com a pele.




R 49

Pode causar cancro por inalação.




R 50/53

Muito tóxico para os organismos aquáticos, podendo causar efeitos nefastos a longo prazo no ambiente aquático.




R 60

Pode comprometer a fertilidade.




R 68

Possibilidade de efeitos irreversíveis.




S 45

Em caso de acidente ou de indisposição, consultar imediatamente o médico (se possível mostrar-lhe o rótulo).




S 53

Evitar a exposição - obter instruções específicas antes da utilização.




S 60

Este produto e o seu recipiente devem ser eliminados como resíduos perigosos.




S 61

Evitar a libertação para o ambiente. Obter instruções específicas/fichas de segurança.

Reagentes:

  • Etanol

  • Cloreto de cobalto hexa-hidratado

Material:


1

Placa de aquecimento

5

Tubos de ensaio

2

Gobelé

5

Pipetas Graduadas

1

Vareta de vidro

1

Suporte para tubos de ensaio

1

Espátula

1

Garrafa de esguicho


Procedimento:

  1. Preparar uma solução de 1g/50 ml de cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado com água.

  2. Repetir o ponto um mas com etanol.

  3. Colocar 3 ml da solução do ponto 1 em 2 tubos de ensaio (A e B).

  4. Colocar 3 ml da solução do ponto 2 em 3 tubos de ensaio (C, D e E).

  5. Observar a cor de cada uma das soluções e registar.

  6. Ao tubo de ensaio A adicione 3 ml de água desionizada, com o auxílio de uma pipeta graduada. A ponta da pipeta deve ser encostada à parte superior do tubo de ensaio e deixe escorrer lentamente a água. Observe e registe.

  7. Repita o ponto anterior mas com o tubo C.

  8. Rejeite metade da solução contida no tubo A e adicione, gota a gota, HCl concentrado.

  9. Repita o ponto anterior com o tubo C.

  10. À solução contida no tubo B adicione um pouco mais de cloreto de cobalto hexa-hidratado. Registe o que observou.

  11. Repita o ponto anterior com o tubo D.

  12. Coloque gelo dentro de um gobelé e coloque o tubo E lá dentro durante 5 minutos. Observe e registe as alterações.

  13. Aquece água até à temperatura de 50ºC, coloque o tubo E lá dentro durante 5 minutos. Observe e registe as alterações.

Aplicações

O cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado ao contrário do que parece é comum no nosso dia-a-dia.

Este composto é facilmente encontrado no cerne da vitamina B12. Vitamina essa que é essencial para várias formas de vida, em especial para a vida humana.

Os compostos de cobalto são usados com bastante frequência em laboratório e na indústria, como catalisadores (como por exemplo o molibdato de cobalto é um catalisador comum na indústria petroquímica).

Com esta atividade é possível estudar as alterações que o composto pode sofrer com a variação de temperatura e concentração.

Conclusões

Através desta experiência podemos concluir que o cloreto de cobalto sofre várias alterações com diferentes químicos, conseguindo observar tal coisa com a mudança de cores.



Podemos concluir que se adicionarmos mais água à solução de cloreto de cobalto este ficará mais rosa, devido à diminuição da concentração de soluto. Ao adicionarmos HCl à solução de cloreto de cobalto (rosa), esta tornou-se azul, logo, concluímos, que a reação dá-se no sentido direto para consumir Cl-, afetando o equilíbrio e este tenderá a evoluir no sentido de contrariar esta perturbação. Ao adicionamos os cristais de cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado à solução de cloreto de cobalto, de tonalidade rosa claro, esta ficou rosa escuro antes de se agitar e, após a agitação, voltou a ficar rosa mais claro.

Em conclusão, quando aumentamos a temperatura, fornecemos energia que este absorveu, logo evoluiu no sentido direto tornando o cloreto de cobalto azul-escuro e ao diminuirmos a temperatura, colocando o tubo de ensaio em gelo, o sistema deu-se no sentido inverso e o cloreto de cobalto apresentou uma cor rosa.

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