UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE QUIMICALABORATORIO DE EQULIBRIO Y CINETICA

EQUIPO #3:Cern Ramrez Laura BereniceGarca Nez Karen NallelySolano de Yta AlejandroZapot Rosalo Guadalupe

GRUPO:4

PROFESORA:Gregoria Flores Rodrguez

PRACTICA #10:Descomposicin Cataltica del Perxido de Hidrgeno FECHA DE ENTREGA:11 de mayo de 2015

DESCOMPOSICIN CATALTICA DEL PERXIDO DE HIDRGENO

Objetivo: General: Analizar el efecto que tiene la adicin de un catalizador sobre la rapidez de una reaccin. Particular: a) Aplicar el mtodo integral para evaluar las constantes de rapidez de reaccin a diferentes concentraciones de catalizador.b) Seleccionar la tcnica analtica adecuada para seguir el avance de la reaccin.c) Determinar el orden de reaccin respecto al sustrato y al catalizador.Introduccin:Dentro del estudio del comportamiento de las reacciones qumicas en cuanto a la cintica de reaccin, encontramos que la rapidez con que se lleva a cabo una reaccin est determinada por la presin, la temperatura, la concentracin de los reactivos y finalmente por la presencia y concentracin de un catalizador.Un catalizador es una sustancia que afecta la reaccin qumica en cuanto la velocidad en que se lleva a cabo; si la favorece, se le llama simplemente catalizador, si la retrasa se llama inhibidor. Los catalizadores no toman parte dentro de la reaccin qumica, cuando mucho forman intermediarios, pero regresan a su estado original y pueden existir dos tipos: la catlisis homognea, cuando el catalizador est en la misma fase que los reactivos y catlisis heterognea cuando, el catalizador est en una fase distinta a los reactivos.Por medio de la ley de rapidez de una reaccin podemos determinar la constante de rapidez de una reaccin: r = k [Ai]n En esta ecuacin encontramos una constante aparente de rapidez, ya que puede estar involucrada la concentracin de un catalizador en fase homognea.En esta prctica se estudiar la reaccin de descomposicin del perxido de hidrgeno:2 H2O2 2H2O + O2A la cual se le agregar un catalizador para acelerar la reaccin y observar el comportamiento de la misma. El principal objetivo de la prctica es encontrar la constante aparente de rapidez de la reaccin afectada por un catalizador e identificar el orden de reaccin para la descomposicin de perxido de hidrgeno.

Problema:Determinar la ecuacin de rapidez para una reaccin cataltica.Propuesta del Diseo Experimental:En esta prctica se observara el comportamiento de la reaccin de descomposicin de perxido de hidrogeno en presencia de un catalizador, en este caso el dicromato de potasio.

K2Cr2O7La reaccin a realizar: 2 H2O2 2H2O + O2Para tal fin se medirn los volmenes de oxigeno producidos en la reaccin.

Metodologa Empleada:En una probeta de 60 cm de altura, colocar una bureta graduada sin punta y se llena de agua. Con una manguera se conecta la probeta a un matraz kitazato, donde se colocaran 5 mL de H2O2 1.5%. Se coloca un tapn de hule al matraz y se introduce una aguja con una solucin de K2Cr2O7 0.01M.En el primer experimento se agregan 0.5 mL de catalizador y se miden volmenes de oxigeno producidos en la bureta. En el segundo experimento se agrega 1 mL de catalizador y se miden volmenes de oxigeno producidos en la bureta. En el tercer experimento se agregan 1.2 mL de catalizador y se miden volmenes de oxigeno producidos en la bureta. En el cuarto experimento se agrega 1.5 mL de catalizador y se miden volmenes de oxigeno producidos en la bureta.

Datos y Clculos:

Tabla 1. Tabla1.1Temperatura = 24 C Presin ambiental = 580 mmHg Vmx= 10.3 Perxido de Hidrgeno al 1.5%: 5 mL Catalizador: 0.5 mLt / (min)Vt = Vol O2/ mL(Vmx Vt)ln (Vmx Vt)1 /(Vmx Vt)

10.49.92.292534760.1010101

20.89.52.25129180.10526316

319.32.23001440.10752688

41.392.197224580.11111111

51.68.72.163323030.11494253

62.57.82.054123730.12820513

737.31.987874350.1369863

83.56.81.916922610.14705882

94.16.21.824549290.16129032

104.55.81.757857920.17241379

115.25.11.629240540.19607843

1264.31.458615020.23255814

136.341.386294360.25

146.73.61.280933850.27777778

157.42.91.064710740.34482759

168.320.693147180.5

1791.30.262364260.76923077

189.60.7-0.356674941.42857143

199.90.4-0.916290732.5

2010.30

Tabla1.3Temperatura = 24 C Presin ambiental = 580 mmHg Vmx= 16.4Perxido de Hidrgeno al 1.5%: 5 mL Catalizador: 1.0 mL

t / (min)Vt = Vol O2/ mL(Vmx Vt)ln (Vmx Vt)1 /(Vmx Vt)

10.4162.772588720.0625

2115.42.734367510.06493506

32.4142.639057330.07142857

43.512.92.557227310.07751938

54.611.82.468099530.08474576

65.610.82.379546130.09259259

779.42.240709690.10638298

87.78.72.163323030.11494253

99.27.21.974081030.13888889

1010.36.11.808288770.16393443

11115.41.686398950.18518519

1211.94.51.50407740.22222222

1312.14.31.458615020.23255814

1412.441.386294360.25

1514.32.10.741937340.47619048

1614.51.90.641853890.52631579

1715.90.5-0.693147182

18160.4-0.916290732.5

1916.30.1-2.3025850910

2016.40

Tabla1.4Temperatura = 24 C Presin ambiental = 580 mmHg Vmx= 18Perxido de Hidrgeno al 1.5%: 5 mL Catalizador: 1.2 mLt / (min)Vt = Vol O2/ mL(Vmx Vt)ln (Vmx Vt)1 /(Vmx Vt)

10.917.12.839078460.05847953

21.816.22.785011240.0617284

32.215.82.760009940.06329114

44.213.82.624668590.07246377

55.112.92.557227310.07751938

65.412.62.533696810.07936508

76.311.72.459588840.08547009

87.210.82.379546130.09259259

910.37.72.041220330.12987013

101171.945910150.14285714

1111.46.61.887069650.15151515

1212.15.91.774952350.16949153

1312.55.51.704748090.18181818

1414.63.41.223775430.29411765

151531.098612290.33333333

1615.42.60.955511450.38461538

1716.51.50.405465110.66666667

1817.10.9-0.105360521.11111111

1917.60.4-0.916290732.5

20180

Tabla1.5Perxido de Hidrgeno al 1.5%: 5 mL Catalizador: 1.5 mLTemperatura = 24 C Presin ambiental = 580 mmHg Vmx= 17

t / (min)Vt = Vol O2/ mL(Vmx Vt)ln (Vmx Vt)1 /(Vmx Vt)

10.516.52.803360380.06060606

21.515.52.740840020.06451613

33.213.82.624668590.07246377

44.412.62.533696810.07936508

55.811.22.415913780.08928571

67.99.12.208274410.10989011

78.88.22.104134150.12195122

89.97.11.960094780.14084507

911.25.81.757857920.17241379

1011.95.11.629240540.19607843

1112.44.61.52605630.2173913

1213.23.81.335001070.26315789

1313.63.41.223775430.29411765

1414.32.70.993251770.37037037

1515.31.70.530628250.58823529

1615.51.50.405465110.66666667

1716.10.9-0.105360521.11111111

1816.50.5-0.693147182

19170

Grficas: Grficas 1.1 Grafica : (Vmx Vt) vs t

Grafica : ln(Vmx Vt) vs t

Grafica : 1/(Vmx Vt)vs t

Grficas 1.3

Grafica : (Vmx Vt) vs t

Grafica : ln(Vmx Vt) vs t

Grafica : 1/(Vmx Vt)vs t

Grficas 1.4

Grafica : (Vmx Vt) vs t

Grafica : ln(Vmx Vt) vs t

Grafica : 1/(Vmx Vt)vs t

Grficas 1.4 Grafica : (Vmx Vt) vs t

Grafica : ln(Vmx Vt) vs t

Grafica : 1/(Vmx Vt)vs t

Anlisis de Resultados:1. Del conjunto de grficas para cada volumen de catalizador utilizado, cul de ellas se aproxima ms a una recta y cul es su coeficiente de correlacin?

R= Las grficas de 1/(Vmx Vt)

2. Cul es el orden de la reaccin?R= De acuerdo a los coeficientes de correlacin obtenidos es de segundo orden.

3. Cules son las unidades de la constante de rapidez aparente?

Conclusiones Se pudo observar el comportamiento de la velocidad de la reaccin qumica con distintas concentraciones de catalizador, encontrando que lo nico que varia es la constante de rapidez de la reaccin, y no el orden de la reaccin. Los valores de las constantes fueron tambin muy similares, puesto que no mostraron variaciones grandes, sin embargo experimentalmente se observ que la mayor concentracin de catalizador, favoreca el mayor volumen de oxigeno en menor tiempo. Podemos decir que nuestros resultados son buenos, aunque existen errores como los posibles errores al medir los volmenes de producto o las posibles fugas de productos por el deterioro del equipo. Tratamiento de Residuos:Las disoluciones se van al embase de residuos correspondientes.ResiduoCantidadRiesgoForma de Disposicin

K2Cr2O70.5 mL4Usar Guantes y lentes

K2Cr2O71 mL4Usar Guantes y lentes

K2Cr2O71.2 mL4Usar Guantes y lentes

K2Cr2O71.5 mL4Usar Guantes y lentes

Aplicaciones a la Industria:La descomposicin cataltica del perxido de hidrgeno tiene diversas aplicaciones. Por mencionar slo dos de ellas tenemos: Blanqueamiento de la pulpa de papel:

El propsito del blanqueo es remover las impurezas de lignina -de tonalidad oscura- de la pulpa de papel y de este modo conseguir cierto nivel de calidad.El blanqueo de la pulpa de papel es llevado a cabo en varios ciclos. En las fbricas modernas, el blanqueo comienza con la deslignificacin con oxgeno, para reducir el consumo de blanqueadores qumicos ms costosos y disminuir la carga de efluentes de la planta de blanqueo.

Los mtodos de blanqueo ms utilizados son el ECF (del ingls: elemental chlorine free) y TCF (del ingls: totally chlorine free). En el blanqueo clsico con cloro, se utiliza cloro molecular o gaseoso junto con otros qumicos con contenido de cloro, tales como el hipoclorito. Por razones ambientales y de calidad, otros blanqueadores qumicos estn remplazando el cloro molecular y el hipoclorito. As, los qumicos utilizados en el blanqueo Totalmente Libre de Cloro (TCF) son oxgeno, perxido de hidrgeno, ozono y cidos peracticos. En tanto, el blanqueo ECF, es aplicado el dixido de cloro con qumicos libres de cloro. Aeroespaciales:El perxido de hidrgeno se usa en la industria aeroespacial como combustible de cohetes en motores de cohete monopropelentes o como aportacin de oxgeno en motores bipropelentes. Este perxido se usa por lo general a una concentracin del 90%, y es extremadamente puro.Tambin se usa en concentraciones al 80% como impulsor de las turbo bombas que alimentan tanto el combustible como el oxidante en grandes motores de cohete.

Bibliografa:

Linde Gas. Blanqueo de pulpa qumica. [En lnea]. Consultado el 10 de mayo a las 11:55 en: http://www.linde-gas.com.ar/International/Web/LG/AR/likelgar.nsf/docbyalias/ind_chem_pulpbleach