A reação de Landolt, mais conhecida como Relógio de Iodo, é um experimento que fascina quem está observando, pois se trata basicamente de duas soluções incolores que se misturam e continuam incolores. Porém, após certo tempo, de repente a mistura fica com coloração azul bem escura.
O Relógio de iodo pode ser usado em sala de aula para explicar sobre o conteúdo de Cinética Química, que envolve o estudo da velocidade das reações. A seguir é mostrado primeiro como realizar o experimento clássico, depois como realizá-lo utilizando materiais alternativos de baixo custo e, por último, como realizar esse experimento de um modo que envolva os fatores que influenciam a velocidade das reações químicas, tais como a temperatura e a concentração dos reagentes.
Materiais e reagentes:
- Béqueres ou frascos de vidro ou de plástico de 500 mL (podem ser usados frascos de conservas ou garrafas de plástico);
- Balança;
- Provetas, para medir os volumes (ou qualquer frasco graduado que tiver à disposição);
- Bastão de vidro;
- Balões volumétricos (para conter as duas soluções que serão preparadas);
- Alguma fonte de aquecimento, como fogão;
- Termômetro;
- Cronômetro ou relógio.
- Iodato de potássio, KIO3;
- Bissulfito de sódio, NaHSO3;
- Ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado;
- Água destilada;
- Amido solúvel.
- Experimento com materiais alternativos:
- Água oxigenada a 10 volumes;
- Iodato de potássio (é encontrado em lojas de implementos agrícolas, pois é adicionado ao sal da alimentação do gado);
- Solução de ácido acético a 5% ou vinagre de álcool (vendido em supermercados);
- Vitamina C (tabletes efervescentes triturados);
- Carvão ativo e materiais para filtração (opcional).
Procedimento Experimental:
Primeiramente, prepare duas soluções, A e B:
Solução A: Dissolva 2,0 g de iodato de potássio, KIO3, em 1,0 L de água.
Solução B: Ferva 500 mL de água. Em seguida, adicione 2,0 g de amido e misture bem. Quando essa solução esfriar, adicione 0,40 g de bissulfito de sódio (NaHSO3) e 1,7 mL de Ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado. Por último, complete o volume de 1 litro com água destilada.
Agora basta misturar quantidades iguais das duas soluções e observar o que acontece.
- Experimento com materiais alternativos:
Prepare duas soluções, A e B:
Solução A: Dissolva 2,5 g de iodato de potássio, KIO3, em 500 mL de água.
Solução B: Dilua uma colher de chá de amido de milho em 50 mL de água fria. Depois adicione essa mistura em 200 mL de água fervente e deixe ferver por mais dois minutos. Deixe em repouso para esfriar.
Em outro recipiente coloque 300 mL de água e dissolva três tabletes de vitamina C, de 1 g cada, triturados. Em seguida, adicione 150 mL de ácido acético ou de vinagre de álcool e, por último, 50 mL da solução de amido.
Faça agora como no experimento clássico: misture as duas soluções A e B, vigorosamente, e observe o que acontecerá.
- Fatores que influenciam a velocidade das reações químicas:
Você pode realizar esses dois experimentos (clássico e com materiais alternativos) de um modo que estude a influência da temperatura e da concentração dos reagentes na velocidade das reações. Veja como:
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- Temperatura: Faça essas reações em vários frascos diferentes, com as soluções em três temperaturas diferentes (em temperatura ambiente, em banho-maria e em banho de gelo) e cronometre o tempo exato para a reação se completar, isto é, para a solução ficar totalmente azul.
- Concentração: Nesse caso, faça várias soluções A, com diferentes quantidades de iodato e de água. Por exemplo, faça uma solução com 30 mL de iodato e 50 mL de água, outra com 40 mL de iodato e 10 mL de água, e, no último caso, use apenas o iodato e não acrescente água. Coloque, então, cada uma dessas soluções em um frasco e adicione 50 mL da solução B. Novamente, observe e registre o que ocorre em cada frasco, considerando o tempo decorrido para a mudança de cor.
O professor pode então explorar os conhecimentos prévios dos alunos, adquiridos nas aulas teóricas de Cinética Química, sobre como a temperatura e a concentração influenciaram na velocidade dessas reações e o que explica isso, fixando melhor o conteúdo.
Resultados e Discussão:
Nessa reação de Landolt ocorre uma sequência de reações:
1ª Reação (lenta): IO3–(aq) + 3HSO3–(aq) → I–(aq) + 3SO42–(aq) + 3H+(aq)
O íon iodeto (I–) é então oxidado a iodo (I2):
2ª Reação (lenta): IO3–(aq) + 5I–(aq) + 6H+(aq) → 3I2(aq) + 3H2O(ℓ)
Rapidamente ocorre outra reação em que o iodo converte-se novamente em iodeto:
3ª Reação (rápida): I2(aq) + HSO3–(aq) + H2O(ℓ) → 2I–(aq) + SO42–(aq) + 3H+(aq)
Todas essas reações não são observadas a olho nu, pois o íon iodeto fica em meio aquoso e a solução permanece incolor. No entanto, em determinado momento, todo o bissulfito é consumido e não há mais no meio os íons HSO3–(aq) para reagir com o iodo. Este, por sua vez, vai se acumulando e reage com o amido, o que leva a uma distribuição de complexos com as espécies I3– e I5–. É essa mistura do amido com o iodo que adquire a coloração azul escura.
- Experimento com materiais alternativos:
Nesse caso, as reações são semelhantes às que foram mostradas no item anterior. Veja:
1ª Reação (lenta): IO3–(aq) + 3C6H8O6(aq) → I–(aq) + 3C6H6O6(aq) + 3H2O(l)
2ª Reação (lenta): IO3–(aq) + 5 I–(aq) + 6H+(aq) →3I2(aq) + 3H2O(l)
3ª Reação (rápida): I2(aq) + C6H8O6(aq) →2I–(aq) + C6H6O6(aq) + 2H+(aq)
A vitamina C atua como se substituísse o bissulfito, pois enquanto houver vitamina C no meio, o sistema ficará incolor. Mas quando ela acaba, a concentração de iodo aumenta e forma o complexo azul com o amido.
Autor: TheSmuel / Fonte de onde foi extraído: Wikipédia Commons
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
