Sociedade Brasileira de Química (SBQ) Reação relógio clorato-iodo-ozônio. Caracterização e Mecanismo 1 2 2 2 Emily V. Monteiro (IC), Juliano R. T. Pereira (IC), Rafaela T. P. Sant’Anna (PG), R. B. Faria * (PQ) *[email protected] 1 2 Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Universidade Federal do Rio de Janeiro Palavras Chave: reação relógio, clorato, iodo, ozônio, cinética, comportamento não linear Introdução As reações relógio são uma classe especial de fenômenos químicos não lineares caracterizados por uma abrupta mudança na concentração de alguma espécie química após um período de 1 indução. A reação relógio Clorato-Iodo foi a primeira reação relógio descoberta envolvendo 2 clorato. Segundo Galajda, Lente e Fábián, a luz ultravioleta produzida pela lâmpada de deutério do espectrofotômetro de arranjo de diodos empregado dissocia a molécula de I2, formando I• que então reage com o clorato, iniciando a sequência de reações autocatalíticas que levam ao fenômeno de reação relógio. Entretanto, existem outras formas de iniciar esta sequência de reações. Nesse trabalho relatamos a descoberta de uma nova reação relógio envolvendo clorato, iodo e ozônio e que não usa luz UV. Nesta mistura o O3 oxida o I a HOI, o qual reage então com o clorato iniciando a sequência autocatalítica. Essa nova reação é a primeira reação relógio conhecida que envolve ozônio. Resultados e Discussão O uso de diferentes concentrações dos reagentes mostra que o período de indução diminui com o aumento das concentrações de ozônio (Fig. 1), clorato e ácido (HClO4), mas aumenta com a concentração de iodeto e é indiferente com relação à concentração de iodo (Fig. 2). Figura 2. Efeito de [I2]0 sobre a reação relógio clorato-iodo-ozônio a 25 °C; [H+] = 0,474 M; [O3] = 4 -6 × 10 M; [ClO3 ] = 0,0251 M. O comportamento observado pode ser explicado considerando-se que o ozônio reage com o iodeto pela bem conhecida reação + O3 + I + H → HOI + O2 e o HOI formado (na sua forma protonada, predominante em meio ácido) reage então com o clorato, dando início a uma sequência de reações autocatalíticas que levam ao consumo do iodo em equilíbrio com o HOI e o íon iodeto. ClO3- + H2OI+ + H+ → HIO2 + HClO2 + H+ ClO3- + HIO2 + H+ → IO3- + HClO2 + H+ I2 + H2O HOI + I- + H+ Conclusões Os resultados obtidos demonstram a existência de uma nova reação relógio, a primeira a ser descoberta envolvendo ozônio. Agradecimentos CNPq, CAPES, FAPERJ. ____________________ 1 Oliveira, A. P.; Faria, R. B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18022. Galadja, M.; Lente, G.; Fábian, I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7738. 3 Lengyel, I.; Li, J.; Kustin, K.; Epstein, I. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3708. 2 Figura 1. Efeito de [O3]0 sobre a reação relógio clorato-iodo-ozônio a 25 °C; [H+] = 0,474 M; [I2] = -5 8,8 × 10 M; [ClO3 ] = 0,0251 M. 36a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química