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Muitos estudantes avançados de química do ensino médio e superior realizam um experimento conhecido como a reação "relógio de iodo", na qual o peróxido de hidrogênio reage com o iodeto para formar o iodo, e o iodo reage subsequentemente com o íon tiossulfato até que o tiossulfato seja consumido. Nesse ponto, as soluções de reação ficam azuis na presença de amido. O experimento ajuda os alunos a entender os fundamentos da cinética química - as velocidades nas quais as reações ocorrem.
Energia de ativação
As reações químicas são termodinamicamente "favoráveis" se a energia geral dos produtos for menor que a energia geral dos reagentes. A formação de produtos, no entanto, primeiro requer quebra de ligação nos reagentes, e a energia necessária para quebrá-los representa uma barreira energética conhecida como “energia de ativação” ou Ea.
Medindo a energia de ativação
A determinação da energia de ativação requer dados cinéticos, isto é, a taxa constante, k, da reação determinada em uma variedade de temperaturas. O aluno constrói um gráfico de ln k no eixo y e 1 / T no eixo x, onde T é a temperatura em Kelvin. Os pontos de dados devem cair ao longo de uma linha reta, cuja inclinação é igual a (-Ea / R), onde R é a constante ideal de gás.
Energia de ativação do relógio de iodo
O gráfico de (ln k) vs. (1 / T) para a reação do relógio de iodo deve revelar uma inclinação de cerca de -6230. Assim, (-Ea / R) = -6230. Utilizando uma constante de gás ideal de R = 8,314 J / K.mol, obtém-se Ea = 6800 * 8,314 = 51,800 J / mol, ou 51,8 kJ / mol.