Reação de Briggs-Rauscher

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A reação de Briggs-Rauscher é um exemplo de reação oscilante na qual a mistura de três soluções incolores resulta em uma solução cuja coloração oscila entre transparente, âmbar (laranja-amarelo) e azul escuro.

Descrição[editar | editar código-fonte]

A primeira solução incolor é uma mistura de iodato de potássio e ácido sulfúrico em água:

KIO3(aq) + H2SO4(aq)

A segunda é uma mistura de ácido malônico e sulfato de manganês monoidratado em água:

HOOCCH2COOH(aq) + MnSO4. H2O

A terceira é peróxido de hidrogênio em água:

H2O2(aq)

A mistura das três soluções resulta no seguinte equilíbrio químico (estão indicados apenas os reagentes que participam ativamente da reação):

IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ ←→ ICH(CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O

Mas tal reação é composta por várias etapas, dentre elas destacamos:

eq 1: IO3- + 2 H2O2 + H+ ←→ HOI + 2 O2 + 2 H2O

eq 2: HOI + CH2(CO2H)2 ←→ ICH(CO2H)2 + H2O

Esta última apresenta as seguintes etapas:

eq 2.1: I- + HOI + H+ ←→ I2 + H2O (inicialmente, I- é resultado da redução do excesso de HOI pelo H2O2)

eq 2.2: I2 + CH2(CO2H)2 ←→ ICH2(CO2H)2 + H+ + I-

O I- é incolor, o I2, por sua vez, é responsável pela coloração âmbar e o I3- pela coloração azul escuro.

O processo se baseia no princípio de Le Châtelier.

Quando as três soluções incolores são misturadas, há a formação de HOI, conforme indicado na eq 1, o que aumenta a concentração de HOI.

Isso faz com que o equilíbrio da equação 2.1 seja deslocado no sentido de formação dos produtos, que aumenta a concentração de I2 e deixa a solução âmbar.

Consequentemente, o eq 2.2 é deslocado no sentido de formação de produto, aumentando a concentração de I-, que deixa a solução transparente.

Depois, o I- reage com I2 formando I3-, que deixa a solução azul escuro.

I- + I2 ←→ I3-

Isso consome o I2, deslocando a equação 2.1 no sentido de formação dos produtos, consumindo HOI, o que desloca a equação 1 no sentido de formação de produto. Então, a concentração de I2 aumenta, deixando a solução âmbar, reiniciando o processo.

Quando [I-] é baixa, HOI é formado mais rapidamente, então ele é mais formado do que consumido. Já quando [I-] é alta, HOI é formado mais lentamente, então é mais consumido do que formado. Isso influencia em qual composto é o predominante pelos deslocamentos de equilíbrio. [1][2][3]

Referências

  1. B. Z. Shakhashiri, Chemical Demonstrations: A Handbook for Teachers of Chemistry, vol. 2, p. 248-256, Editora, 1985
  2. Briggs, T.; Rauscher, W., An oscillating iodine clock., p. 496, J. Chem.Educ., 1973
  3. Anne Marie Helmenstine, Briggs-Rauscher Oscillating Color Change Reaction, thoughtco, 22 de setembro de 2013