INVERSÃO CATALIZADA DA SACAROSE

Aline Cristine Ordane de Melo (1); Elis Regina Vieira(1); Keile Aparecida de Castro (1); Lucas

dos Santos Araújo (1); Pedro Henrique Vieira (1); Raquel Oliveira Justa(1); Wanderlúcio

Barbosa de Oliveira (1); Kleper Oliveira Rocha(2)

1) Graduandos em Engenharia Química do Centro Universitário de Patos de Minas – UNIPAM

aline_ordane@yahoo.com.br (2) Professor do curso de Engenharia Química do Centro Universitário de Patos de Minas – UNIPAM.

INTRODUÇÃO

A lei da velocidade da reação química é uma equação que determina a velocidade em

que os reagentes são consumidos e, consequentemente, a velocidade de que os produtos serão

formados. (KALILBN, 2008)

As velocidades de reação podem ser de ordem zero onde independe da concentração de

reagente. Podem ser também de primeira ordem onde a velocidade da reação é diretamente

proporcional da concentração de reagentes. Já a velocidade de reação de segunda ordem são

aquelas em que a velocidade de reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações

de dois reagentes. (SILVA et al., 2010)

A sacarose (figura 1) é um dissacarídeo de glicose e frutose encontrado em maior

abundância na natureza como, por exemplo, em todos os vegetais fotossintéticos

(BENEDICTO, 2005)

Figura 1 - Estrutura da Sacarose

Para a determinação do grau Brix (°Bx) da sacarose utiliza-se a refratometria que é a

determinação da refração da luz incidida sobre um meio, no caso a solução. O índice de refração

identifica líquidos tais como sua pureza, e seu índice é definido pela reação entre a velocidade

da luz no vácuo e no meio reacional, ou seja, quando um feixe de luz se desloca em um meio

reacional e incide na superfície de outro meio, este será retratado e mudará de direção em

relação à trajetória original. Os fatores que influenciam na variação do índice de refração são a

temperatura, comprimento de onda e o teor de sólidos dissolvidos. Os refratômetros são

calibrados utilizando água deionizada e padronizados para medições a 20ºC, existindo tabelas

de correção para aplicação nas demais temperaturas. (COSTA, 2009)

A hidrólise da sacarose, também denominada inversão da sacarose, catalisada por ácido

resulta na quebra da molécula gerando frutose (𝐶6𝐻12𝑂6 ) e glicose (𝐶6𝐻12𝑂6 ), (Reação 1).

(BENEDICTO, 2005)

𝐶12𝐻22𝑂2 + 𝐻2𝑂𝐻𝐶𝑙→ 𝐶6𝐻12𝑂6 + 𝐶6𝐻12𝑂6 Reação 1

O presente trabalho visa à determinação da ordem da reação da inversão de sacarose

utilizando refratômetro para determinação da concentração de açúcares em solução.

MATERIAL E MÉTODOS

Preparou-se seis soluções com aproximadamente 2, 5, 10, 20, 30 e 40 gramas de

sacarose, aferindo-se para 100 mL com água deionizada.

Utilizando um refratômetro determinou-se a concentração de açúcares em cada solução.

A presença de moléculas de sacarose causa o desvio da luz e através dele é determinado o grau

Brix (°Bx) que correlaciona um grama de soluto por 100 gramas de solvente.

Em três erlenmyers de 125 mL foi adicionado alíquotas de 25 mL das soluções

preparadas utilizando aproximadamente 20, 30 e 40 gramas de sacarose. Em seguida foi

adicionado rapidamente 25 mL de ácido clorídrico a cada erlenmyer com concentração de 0,5;

0,5 e 1 mol/L respectivamente.

Sendo a inversão da sacarose exotérmica os erlenmyers durante o período de reação

colocou-se em banho gelado a fim de manter a temperatura, ambiente sob agitação constante.

Em intervalos conhecidos foi retirado alíquotas do meio reacional para determinação da

concentração de sacarose utilizando o refratômetro.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os dados obtidos com as mensurações e cálculos previamente descritos utilizados para

determinar a concentração das soluções de sacarose e a ordem da reação segundo os métodos

descritos por FOGLER (2012) foram dispostos na tabela 2.

Tabela-2. Dados obtidos nos experimentos e através de cálculos previamente descritos

Massa de sacarose desejada(g) Massa de sacarose pesada(g) °Bx C sacarose (mol/L)

2 2,026 1,8 0,059

5 5,001 4,6 0,146

10 10,000 9,0 0,292

20 20,005 17,1 0,585

30 30,043 23,5 0,878

40 40,026 31,25 1,170

Com os dados obtidos na análise inicial das soluções preparadas foi construído o gráfico

1 que relaciona o valor do desvio encontrado com as concentrações. Os dados obtidos durante

a decomposição da sacarose e cálculos foram dispostos na tabela 3.

Todavia para os cálculos foi-se utilizada a relação expressa em grau brix previamente

descrita, uma vez a concentração encontrada não é somente de sacarose, logo a utilização da

equação da curva de calibração (gráfico 1) torna-se falha.

Tabela 3 - Dados obtidos durante a decomposição da sacarose e cálculos posteriores

Tempo

(Minutos)

Concentração inicial de sacarose (mol/L)

1,17 0,878 0,58

° BRIX C (g/L) ° BRIX C (g/L) ° BRIX C (g/L)

1 19,75 197,5 14,75 147,5 9,75 97,5

2 19,5 195 13,3 133 9,5 95

4 19,4 194 13,75 137,5 9,5 95

6 19,25 192,5 14,25 142,5 9,5 95

8 19,25 192,5 14,00 140 9,7 97

10 19,3 192,5 13,25 132,5 9,5 95

15 - - 13,25 132,5 - -

Com os dados obtemos os gráficos 2, 3 e 4 que mostram a variação da concentração de

açúcares na solução

Gráfico 1 –Análise inicial das amostras com o

refratômetro

Gráfico 2 – Variação da concentração de açucares na solução

de 1,17 mol/L

Gráfico 3 – Variação da concentração de açucares na

solução de 0,887 mol/L Gráfico 4 – Variação da concentração de açucares na solução de

0,58 mol/L

y = 0,0381x - 0,0327R² = 0,9975

0,000

0,500

1,000

1,500

0 10 20 30Co

nce

ntr

ação

(m

ol/

L)

Tempo (min)

Analise de amostras

190192194196198

0 2 4 6 8 10

C a

çuca

re (

g/L

)

Tempo (min.)

Inversão da sacarose

110

120

130

140

150

0 5 10 15

C a

çuca

re (

g/L

)

Tempo (min.)

Inversão da sacarose

94

95

96

97

98

0 2 4 6 8 10

C a

çuca

re (

g/L

)

Tempo (min.)

Inversão da sacarose

Com os dados obtidos não é possível determinar a ordem da reação da inversão da

sacarose uma vez que a leitura obtida no refratômetro denota a concentração não somente da

sacarose, mas também dos açúcares produzidos durante a inversão, frutose e glicose.

Pode-se observar o oscilação da concentração dos açúcares, enquanto o esperado seria

o decréscimo da mesma. A presença destes açúcares faz com que a concentração encontrada

seja uma concentração geral na solução, ou seja, a concentração encontrada seria a soma das

massas dos açucares em solução. E para determinar a ordem da reação é necessário saber a

concentração de sacarose restante na solução em cada intervalo.

CONCLUSÕES

(i) Não é possível determinar a ordem da reação

REFERÊNCIAS

BENEDICTO, E. C. P.; GABRIEL, J. R. &. C. G. ESTUDO QUALITATIVO DA REAÇÃO DE

DECOMPOSIÇÃO DA SACAROSE UTILIZANDO ÉSTERES DERIVADOS DO ÓLEO DE MAMONA E

COM ALTERAÇÃO DA FORÇA IÔNICA DO MEIO REACIONAL. SBQ – SOCIEDADE BRASILEIRA DE

QUÍMICA, INSTITUTO DE QUÍMICA DE SÃO CARLOS, 2005.

COSTA, Alessandro S. et al. Refratometria: Controle de Qualidade. 2009. Disponível

em: <xa.yimg.com/kq/groups/.../name/Refratometria.docx>. Acesso em: 10 abr. 2014.

FOGLER, H. S. Elementos de engenharia das reações quimicas. Tradução de Veronica

Calado. 4ª. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

KALILBN. Cinética Química – Introdução e Resolução das Leis de Velocidade.

2008.Disponível

em:<http://www.iq.ufrgs.br/ead/fisicoquimica/cineticaquimica/reacoes.html>. Acesso em: 02

abr. 2014.

SILVA, Carlos Adriano Moreira da et al. DETERMINAÇÃO DA ORDEM DE UMA

REAÇÃO: MÉTODO DAS CONCENTRAÇÕES EM EXCESSO. 2010. Disponível em:

<http://www.ebah.com.br/content/ABAAABQwsAJ/determinacao-ordem-reacao>. Acesso

em: 02 abr. 2014.