Muitos estudantes avançados de química do ensino médio e da faculdade realizam um experimento conhecido como a reação do "relógio de iodo", em que o hidrogênio o peróxido reage com o iodeto para formar iodo, e o iodo subsequentemente reage com o íon tiossulfato até que o tiossulfato tenha sido consumido. Nesse ponto, as soluções de reação ficam azuis na presença de amido. O experimento ajuda os alunos a compreender 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 do que a energia geral dos reagentes. A formação de produtos, no entanto, requer primeiro a quebra da ligação nos reagentes, e a energia necessária para quebrá-los representa uma barreira de energia conhecida como “energia de ativação” ou Ea.
Medindo a energia de ativação
A determinação da energia de ativação requer dados cinéticos, isto é, a constante de velocidade, k, da reação determinada em uma variedade de temperaturas. O aluno então 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, a inclinação da qual é igual a (-Ea / R), onde R é a constante de gás ideal.
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. Usando uma constante de gás ideal de R = 8,314 J / K.mol dá Ea = 6800 * 8,314 = 51,800 J / mol, ou 51,8 kJ / mol.