info. laboratorio n° 7

8/16/2019 info. laboratorio n° 7

1/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONES

TABLA DE CONTENIDO:

• Resumen Pág. 2

• Principios teóricos pág. 3 - 6

• Detalles experimentales: pág. 6 - 9

• Cálculos y tablas pág. 9 - !

• Conclusiones: pág. "

• Cuestionario: pág. 6 - 9

• #ibliogra$%a: pág.

FACULTAD DE QIQ – INGENIERIA QUIMICA 1


2/23


1.- INTRODUCCIÓN

& nuestro alre'e'or( po'emos obser)ar 'i)ersos cambios *u%micos *ue ocurrencon 'i$erente )eloci'a'( as% por e+emplo( el res*uebra+amiento y pela'ura 'epintura expuesta al sol( la corrosión 'e la capota 'e un automó)il( 'e puestas y)entanas metálicas y la 'escomposición 'e los alimentos 'entro 'e lare$rigera'ora, son reacciones *ue ocurren con muca lentitu' y 'eseamos *ueno se lle)en a cabo( Cómo lograrlo/

Por otro la'o 'eseamos *ue procesos como el crecimiento 'e las plantas($ermentación 'e la glucosa( la curación 'e las eri'as( la cocción 'e los

alimentos y la 'escomposición 'e la basura se 'en con mayor rapi'e0( seráposible eso/

2.- OBJETIVOS

1n el presente in$orme *ue tiene por t%tulo )eloci'a' 'e reacciones *u%micas(

se 'e$inirá *ue es una )eloci'a' 'e reacción. ran parte 'el estu'io 'e lasreacciones *u%micas se ocupa 'e la $ormación 'e nue)as sustancias a partir 'eun con+unto 'a'o 'e reacti)os. Por lo tanto es necesario enten'er la rapi'e0con *ue pue'en ocurrir las reacciones *u%micas.

1xperimentalmente se po'rá 'eterminar cuantitati)amente la )eloci'a' 'e unareacción *u%mica( el or'en 'e la reacción( 'el mismo mo'o se po'rá saber siuna reacción es 'e primer( segun'o o tercer or'en con solo gra$icar correctamente 'e acuer'o a las concentraciones alla'as experimentalmente

en el laboratorio.



3/23


3.- PRINCIPIOS TEÓRICOS

a termo'inámica nos permite saber si una reacción es espontánea o no seg4n$actores termo'inámicos como entalp%a( entrop%a y energ%a libre( pero noin$orma acerca 'e la rapi'e0 con *ue se pro'uce el cambio *u%mico. aCin5tica u%mica 'eterminará si una reacción es lenta o rápi'a al estu'iar los$actores *ue 'eterminan la )eloci'a' y el mecanismo( es 'ecir( la etapa o serie'e etapas en las *ue ocurre el cambio.

a )eloci'a' 'e reacción correspon'erá a la rapi'e0 con *ue tiene lugar unareacción, 'urante el cambio( la concentración 'e los reactantes 'isminuirá(mientras *ue la concentración 'e los pro'uctos aumentará. a )eloci'a'

me'ia( entonces( se me'irá a tra)5s 'el cambio 'e concentración en unperio'o 'etermina'o 'e tiempo.

a )eloci'a' 'e la reacción es $unción principalmente 'e los siguientes$actores: concentración 'e los reactantes( temperatura( presión( naturale0a 'elos componentes( área e$ecti)a 'e contacto entre reactantes( presencia 'ecatali0a'ores e inibi'ores.

1n una ecuación *ue representa cierta etapa elemental 'e una reacción( 'on'ereaccionan a moles 'e A con b moles 'e B pro'ucien'o c moles 'e C y d moles 'e D:

&a 7 b# cC 7 'D

a )eloci'a' 'e reacción está 'e$ini'a por la siguiente expresión:

v=k [ A ]a[B]

b

): )eloci'a' 'e reacción 8s;

(=#>: concentraciones molares 'e los reactantes 8mol;

a(b: coe$icientes este*uiom5tricos

& partir 'e una reacción & y #( 'on'e & está representa'o por las es$eras ro+asy # por las es$eras a0ules( en la $igura se ilustra cómo cambian lasconcentraciones a me'i'a *ue transcurre el tiempo.



4/23


1n el tiempo cero( en el primer tiesto 'e capaci'a' 'e un litro( se consi'era *ueay un mol 'e &.

a )eloci'a' 'e re

?ranscurri'os 2@ segun'os( la canti'a' 'e moles 'e & 'isminuyó a @("! y lacanti'a' 'e moles $orma'a 'e # es @(!6.

& los !@ segun'os( la canti'a' 'e moles 'e & es @(3 y los moles 'e # son @(A.

a siguiente tabla lustra las concentraciones 'e & y # en 'i$erentes tiempos.

Tiempo (s ! A " # ! B " #

$ @

2$ @("! @(!6

%$ @(3@ @(A@

1ste grá$ico ilustra el cambio 'e la concentración 'e &.



5/23


1ste grá$ico ilustra el cambio 'e la concentración 'e #.

a )eloci'a' 'e consumo 'e &:

1n el primer perio'o 'e tiempo: B & - 8@("! (@; 82@ @;

B & @(@23 s

1n el segun'o perio'o 'e tiempo: B & - 8@(3 @("!; 8!@ 2@;

B & @(@2 s

1s posible 'eterminar *ue la )eloci'a' 'e consumo 'e & 'isminuye( pues

'isminuye la concentración 'e & a me'i'a *ue transcurre el tiempo.



6/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONES1l signo menos 8-; alu'e a la 'isminución 'e la concentración 'e & por uni'a''e tiempo y se 'ebe multiplicar por 8-;( ya *ue las )eloci'a'es son positi)as.

a )eloci'a' 'e $ormación 'e #:

1n el primer perio'o 'e tiempo: B# - 8@(!6 @; 82@ @;

B# @(@23 s

1n el segun'o perio'o 'e tiempo: B# - 8@(A @(!6; 8!@ 2@;

B# @(@2 s

a )eloci'a' 'e $ormación 'e # 'isminuye a me'i'a *ue transcurre el tiempo.

Para esta reacción: B & B#

E&p'esi) *e)e'+, e ,+ e,o/i+ e 'e+//i) e) 0)/i) e 'e+/+)es p'o/os ,+ 'e,+/i) e)'e e,,os:

Para la reacción:

a & 7 b # ￫ c C 7 ' D

Ee pue'e expresar la )eloci'a' en $unción 'e los reactantes yo 'e lospro'uctos y la relación entre ellas 'e la siguiente manera:

V mediade reacción=−1a

∆ [ A ]∆ t

=−1b

∆ [ B ]∆ t

=1

c∆ [ C ]∆ t

=1

d∆ [ D ]∆ t


V!"#$%&% %

%$'($)*#$+) % !"'

V!"#$%&% %

&*()," % !"'


7/23


DETALLES E4PERI#ENTALES

&. &?1RF&1E: Baso 'e precipitación.

cronómetro #ureta "@m. bagueta atra0 'e 1rlenmeyer. Pipeta Propipeta. Probeta. Eoporte uni)ersal. Pin0as para bureta.

#. R1&C?FBGE

Eolución H&I:−¿

HCr O4¿

Eolución H#I: KI.

Eolución HCI: N a2 S2O3 .

&lcool et%lico 8 C 2 H 5OH ¿ .

Eolución 'e almi'ón.C. 1JP1RF1K?&CFLK:

. Determinación 'e

−¿ HCr O4

¿

¿¿¿

• &ntes 'e comen0ar 'ebemos la)ar los materialespara *ue as% no tener problemas al momento 'ereali0ar la parte experimental y los cálculos.

• 1n+uagamos la bureta con un poco 'e N a2 S2O3 (

es 'ecir solución HCI y enrasamos los "@m 'e la

bureta y la colocamos en el soporte uni)ersalenganca'o con las pin0as para bureta.• En el matraz Erlenmeyer echamos 5mL de solución “A”

y luego adicionamos 2mL de solución “B”.

• Luego agregamos almidón el cual nos revelara la

presencia del yodo.



8/23


•

(ac )Cr (ac )

3+¿ +8 H 2O(l ) I ( ac )

−¿ →3 I 2(ac ) +2¿

H ( ac )−¿ +6¿

HCr O¿−¿

14¿2¿

" m 'e solución H&I 2m 'e solución H#I• C"()/&("' & ,$,*!&. &',& * -&' % *)&

#"!".$+) % &/*! & .% #!&."• C") !!" -"%("' '&. ! "!*() * '

%'&!"" % !& *.,& * $) & '. !

"!*() %! N a2 S2O3

• D,.($)&("' ! )(." % ("!' % !&

'"!*#$+) HCI: N a2 S2O3 #") ! "!*()

",)$%" !& #")#),.$+) %&%& % 08022Mn N a2S2O3= M N a2 S2O3× V N a2S2O3

n N a2S

2O

3=0,022×6,6×10−3=0,145×10−3

2. Determinación 'e

−¿ HCr O4

¿

¿

• 1n el matra0 1rlenmeyer ecamos "@ml 'e lasolución H&I a'icionamos m 'e etanol( y 'e estemomento comen0amos a calcular el tiempo 'e @en @ minutos por 6 )eces consecuti)as.

• uego 'e aber pasa'o los primeros @ minutostrasla'amos "ml 'e la solución H&I otro matra01rlenmeyer.

• &'icionamos 2m 'e la solución 'e la solución H#I ycomen0amos a agitar un poco con la bagueta.

•

?ambi5n ecamos @ gotas 'e almi'ón( el cual nospermitirá )er el cambio 'e color 'e a0ul a )er'eclaro.

• &notamos los )ol4menes obteni'os en ca'a uno 'elos pasos( pues este )iene a ser el )olumen 'e lasolución HCI.

• Repetimos estas me'iciones 6 )eces consecuti)aspor un inter)alo 'e tiempo 'e @ minutos.

• Con 'atos obteni'os comen0amos a calcular los'i$erentes n4meros 'e moles *ue se obten'rán ya

*ue el )olumen )ar%a.



9/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONESa. M me'ición 8@-@; minutosn N a2 S2O3= M N a2 S2 O3× V 1° N a2 S2O3

n N a2S2O

3

=0,022×5,2×10−3=0,114×10−3

b. 2M me'ición 8@-2@; minutosn N a2 S2O3= M N a2 S2 O3× V 2° N a2 S2 O3

n N a2S

2O

3=0,022×4,2×10−3=0,092×10−3

c. 3M me'ición 82@-3@; minutosn N a2 S2O3= M N a2 S2 O3× V 3° N a 2S2O3

n N a2S

2O

3=0,022×3,5×10−3=0,077×10−3

'. !M me'ición 83@-!@; minutosn N a2S2O3= M N a2 S2O3× V 4° N a2S2O3

n N a2S

2O

3

=0,022×2,9×10−3=0,064 ×10−3

e. "M me'ición 8!@-"@; minutosn N a2 S2O3= M N a2 S2 O3× V 5° N a 2S2O3

n N a2S

2O

3=0,022×2,6×10−3=0,057×10−3

$. 6M me'ición 8"@-6@; minutosn N a2S2O3= M N a2 S2O3× V 6° N a2S2O3

n N a2

S2

O3

=0,022×2,3×10−3=0,0506×10−3

• &notamos los resulta'os en la tabla:

:

FACULTAD DE QIQ – INGENIERIA QUIMICA :

T$(-";($)<

S"!*#$+) =C= ;(L< N a2 S2O3

−¿ HCr O4

¿

¿ ;M<

0 686 9,68×10−3

M

10 582 7,60×10−3

M

20 482 6,16×10−3 M

30 385 5,13×10−3 M

40 28: 4,25×10−3 M

50 286 3,81×10−3 M

60 283 3,73×10−3

M


10/23


C5LCULOS 6 TABLAS

1. T+7,+' ,os 'es,+os 8+/e' ,os /9,/,os e

−¿ HCr O4

¿

¿−¿

HCr O4¿

¿¿¿

TIE#PO: $ mi)

n N a2S2O3= M N a2 S2O3× V N a2S2O3

n N a2S

2O

3

=0,022×6,6×10−3=0,145×10−3

−¿ HCr O4

¿

¿−¿

HCr O4¿

2moles¿

0,145×10−3 moles ( N a2 S2O3 ) × 1mol ( I 2 )

2mol ( N a2S2O3 ) ×¿

HCr O4−¿=0,0484×10−3 moles

n¿

−¿ HCr O4

¿

¿¿¿

TIE#PO: 1$ mi)n N a2 S2 O3= M N a2 S2 O3× V 1° N a2 S2 O3

n N a2S2O

3

=0,022×5,2×10−3=0,114×10−3

FACULTAD DE QIQ – INGENIERIA QUIMICA10


11/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONES−¿ HCr O

4

¿

¿−¿

HCr O4

¿

2moles¿

0,114×10−3

moles ( N a2 S2O3 ) ×1mol ( I 2 )

2mol ( N a2 S2O3 )×¿

HCr O4−¿=0,038×10−3moles

n¿

−¿ HCr O4

¿

¿¿

¿ TIE#PO: 2$ mi)

n N a2 S2 O3= M N a2 S2O3× V 2° N a 2S2 O3

n N a2S

2O

3=0,022×4,2×10−3=0,092×10−3

−¿ HCr O4

¿

¿−¿

HCr O4

¿

2moles¿

0,092×10−3 moles ( N a2 S2O3 ) × 1mol ( I 2 )

2mol ( N a2 S2O3 )× ¿

HCr O4−¿=0,019×10−3moles

n¿

−¿ HCr O4

¿

¿¿¿

TIE#PO: 3$mi)n N a2S2O3= M N a2 S2O3× V 3°N a2S2O3

n N a2S

2O

3=0,022×3,5×10−3=0,077×10−3



12/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONES−¿ HCr O4

¿

¿−¿

HCr O4¿

2moles¿

0,077×10−3 moles ( N a2 S2 O3 )× 1mol ( I 2 )

2mol ( N a2S2O3 ) ×¿

HCr O4−¿=11.88×10−5 moles

n¿

−¿ HCr O4

¿

¿¿

¿

TIE#PO: %$ mi)n N a2 S2 O3= M N a2 S2 O3× V 4° N a2S2 O3

n N a2S

2O

3=0,022×2,9×10−3=0,064×10−3

−¿ HCrO4

¿

¿−¿

HCrO4¿

2moles¿

0,064×10−3moles ( N a2 S2 O3 )× 1mol ( I 2 )

2mol ( N a2 S2 O3 )×¿

HCr O4−¿=0,021×10−3 moles

n¿

−¿

HCr O4¿

¿¿¿

TIE#PO: $ mi)n N a2S2O3= M N a2 S2O3× V 5°N a2S2O3

n N a2S

2O

3=0,022×2,6×10−3=0,057×10−3



13/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONES−¿ HCr O4

¿

¿−¿

HCr O4¿

2moles¿

0,057×10−3 moles ( N a2 S2 O3 )× 1mol ( I 2 )

2mol ( N a2S2O3 ) ×¿

HCr O4−¿=0,019×10−3moles

n¿

−¿ HCr O4

¿

¿¿

¿ TIE#PO: ;$ mi)

n N a2 S2 O3= M N a2 S2 O3× V 6° N a2S2 O3

n N a2S

2O

3=0,022×2,3×10−3=0,0506×10−3

−¿ HCr O4

¿

¿−¿

HCr O4

¿

2moles¿

0,0506×10−3 moles ( N a2 S2 O3 ) × 1mol ( I 2)

2mol ( N a2 S2O3 ) ×¿

HCr O4−¿=0,017×10−3moles

n¿

−¿ HCr O4

¿

¿¿¿

2.


14/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONESa )eloci'a' 'e reacción se 'etermina me'iante la )ariación 'e laconcentración y )ariación 'e tiempo tambi5n se 'etermina como lapen'iente en cual*uier punto 'e la parábola 'e la grá$ica y se calculaas%:

=m!+b

V INS"AN"#N$A=∆ [ A ]∆ [ t ]

• Beloci'a' Fnicial

V INICIA%1=∆ [ A ]∆ [ t ]

=7,60×10−3 M −9,68×10−3 M

0−10 =2,08×10−4 M /min

• Beloci'a'es Fnstantáneas

V INS"AN"#N$A2= ∆ [ A ]∆ [ t ]

=6,16×10−3 M −7,60×10−3 M

10−20 =1,44 ×10−4 M /min

V INS"AN"#N$A3=∆ [ A ]∆ [ t ]

=5,13×10−3 M −6,16×10−3

20−30 =1,03×10−4 M /min



15/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONESV INS"AN"#N$A 4=

∆ [ A ]∆ [ t ]

=4,25×10−3 M −5,13×10−3 M

30−40 =0,88×10−4 M /min

V INS"AN"#N$A5=∆ [ A ]

∆ [ t ]

=3,81×10−3 M −4,25×10−3 M

50−40

=0,44×10−4 M /min

V INS"AN" # N$A6=∆ [ A ]∆ [ t ]

=3,73×10−3 M −3,81×10−3 M

60−50 =0,08×10−4 M /min

3. Dee'mi)+' *'90i/+me)e si ,+ 'e+//i) es e p'ime' o se*)oo'e).

• &l 'eterminar lagrá$ica 'el

logaritmo 'e la concentración )s el tiempo notamos *ue es una l%nea recta por lo tanto estamos ablan'o 'e una reacción 'e primer or'en( entonces el )alor 'e x.

−¿ HCr O4

¿

¿k ¿

V =¿

−¿ HCr O4

¿

¿k ¿

V =¿


T$(-";($)<

L) >A?−¿

HCr O4¿

¿ ;M<

0 @486377 9,68×10−3

M

10 @489757 7,60×10−3

M

20 @5809:7 6,16×10−3 M

30 @582726 5,13×10−3 M

40 @584609 4,25×10−3 M

50 @585701 3,81×10−3 M

60 @585:13 3,73×10−3

M


16/23


%. Dee'mi)+ ,+ /o)s+)e e e,o/i+ => p+'+ ,+ 'e+//i) +m7i?)es/'i7+ ,+ ,e e ,+ e,o/i+.Gbser)an'o el grá$ico anterior po'emos 'eterminar la pen'iente *ue)iene a ser


17/23


CONCLUSIONES

• 1xperimentalmente se an )eri$ica'o *ue en las reacciones losreactantes se consumen para pro'ucir pro'uctos( en el cual con$ormepasa el tiempo las concentraciones 'e los reacti)os an i'o'isminuyen'o y asta un punto en el cual los reactantes y pro'uctosllegan a coexistir.

• 1n una reacción *u%mica los $actores como: naturale0a 'e reactantes(gra'os 'e 'isgregación( temperatura( presión( catali0a'ores einibi'ores( son $un'amentales ya *ue 'eterminan la ley 'e la )eloci'a''e reacción.

• 1xperimentalmente se )eri$icó *ue en la reacción 'el ion cromato8NCrG!-; se trans$orma en Cr73 con$orme transcurre el tiempo lo cual seapreció por el cambio 'e coloración 'e naran+a a )er'e.



18/23


CUESTIONARIO:

1.- Es/'i7+ ,+s 'es e/+/io)es e) ,+s @e se 0)+me)+ ,+ e&pe'ie)/i+.

3C2N"GN 7 !NCrG!- 7 6N7 3CN3CGGN 7 !Cr 73 7 3N2G

Karan+a )er'e

!NCrG!- 7 6F- 7 !N7 3F2 7 2Cr 73 7 ON2G

F2 7 2Ka2E2G3 2KaF 7 Ka2E!G6

2.- E&p,i@e e m+)e'+ 7'ee> /+, es ,+ 0)/i) e, N+2S2O3 po' @? s/o)/e)'+/i) e7e se' ,+ m9s e&+/+ posi7,e.

a concentración 'ebe ser exacta ya *ue actua como una solución están'ar es'ecir se usa para titular otras soluciones y as% 'eterminar las concentraciones'e 'icas sustancias.

3.- U)o e ,os 0+/o'es @e +me)+ ,+ e,o/i+ e 'e+//i) es ,+empe'+'+. E&p,i@e> e m+)e'+ se)/i,,+> /omo se po'+ emos'+' esee0e/o e) ,+ e&pe'ie)/i+ e ,+7o'+o'io.

Para 'emostrar este e$ecto en la experiencia 'el laboratorio se po'r%a calentarla solución 'etermina'a en una cocinilla me'i'os a una cierta temperatura(luego titulamos y nos 'aremos cuenta *ue se usa menos )olumen *ue cuan'ono se calentó para un tiempo 'etermina'o( 'e esta manera po'r%amos'emostrar *ue a mayor temperatura la )eloci'a' 'e reacción aumenta.

%. E&pe'ime)+,me)e> e) ,+ es/omposi/i) e, 9/io 2>3 -i7'omo7+)oioi/o (COO-CB'-CB'-COO> P2; se e)/o)'+'o),os si*ie)es +os:

?iempo8min; @ @ 2@ 3@ !@ "@g 'e &c. resi'ual "( 3(AA 2(A! 2(@2 (!O (@OE)/o)'+' ,+ e/+/i) /i)?i/+ e, +,o' e F (/o)s+)e /i)?i/+



19/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONES[ M ]=

' ()!V Dón'e: P peso $ormula 82A6; B8base;

Qg 'e &c. Resi'ual

Tiempo(mi) !#" L) !#"0 1.85x10

-2 -3.98998455

10 1.36x10 -2

-4.29768549

20 0.99x10 -2

-4.61320236

30 0.73x10 -2

-4.91851201

40 0.53x10 -2

-5.2287913

50 0.39x10 -2

-5.5442179

0 10 20 30 40 50 60

@6

@5

@4

@3

@2

@1

0

@3::@43

@461@4:2

@523@554

;B< @075 !);B< @ 247

T$(-";M<

!)>COO@C.@C.@COO?

a gra$ica n =CGG-CN#r-CN#r-CGGN> )s t es una recta cuan'o se trans$ormaa logaritmo natural( entonces la reacción es 'e p'ime' o'e).

DETER#INACION DE F


20/23

PRÁCTICA N° 07VELOCIDAD DE REACCIONESF/o)s+)e /i)?i/+ $.$311

DETER#INACION DE F NU#ERICA#ENTE:

De la ecuación para n ln []* =−kt + ln [ ]0

Despe+an'o

. E) ,+ es/omposi/i) e, NO2 + 3G3HC se e)/o)'+'o) ,os si*ie)es+os:

?iempo en s @ " @ "

=KG2> @(@ @(@A @(@@9 @(@@62

Demes'e @e ,+ es/omposi/i) e, NO2 o7ee/e + )+ 'e+//i) ese*)o o'e).

Demos'+/i)


21/23


0 2 4 6 9 10 12 14 160

20

40

60

90

100

120

140

160

190

10

599

1111

1612

R#$+) % 2%" ".%)

T$(-" ;S<

1>NO2?

Demos'+/i) Nm?'i/+:

Relación 'e la concentración con el tiempo para segun'o or'en:

1

[ ]* =kt +

1

[ ]0


Tiempo !NO2"

$ $.1$

$.$1

1$ $.$$

1 $.$$;2Tiempo 1!NO2"

$ 1$

G.G

1$ 111.1

1 1;1.2


22/23


Despe+an'o


23/23


BIBLIOGRAFÍA

u%mica preuni)ersitaria Qil$re'o lorentino a ?orre, 1'itorialosera

u%mica eneral . #roTn( emay( #ursten( urpy( Qoo'Tar' pág.29@ - 3"

u%mica eneral re'eric< R. ongo pág. -

u%mica eneral Petrucci O)a 1'ición

u%mica eneral Raymon' Cang


info. laboratorio n° 7

Documents