Catalisadores

Prácticas de Química
VELOCIDAD DE REACCIÓN
EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN EFECTO DE LA TEMPERATURA EFECTO DE LOS CATALIZADORES.

1. Objetivos
Comprobar experimentalmente la influencia de la concentración de un reactivo, de la temperatura y de la presencia de un catalizador, en la velocidad de una reacción química.

2. Fundamento teórico
La velocidad de una reacción se expresa en términos dela desaparición de los reactantes y de la aparición de los productos, en un tiempo dado. Toda reacción química surge del número de choques eficaces entre las partículas (moléculas, iones...) de las sustancias reaccionantes. Este número es proporcional a la cantidad de partículas que se encuentran en la disolución (concentración). Una medida de la velocidad de reacción es, pues, la relación entre elcambio de la concentración molar de un reaccionante o de un producto y el tiempo de cambio. Sea la reacción: A + B C + D

A y B se gastan, por tanto su concentración decrece en un tiempo t, por el contrario la concentración de C y D aumenta en el mismo tiempo de reacción. La velocidad media de la reacción se puede expresar: - ∆ [A] - ∆ [B] ∆ [C] ∆ [D] Vm = ———— = ———— = + ———— = + ———— ∆t ∆t ∆t∆t Si en la reacción anterior la concentración de la sustancia B es tan alta, respecto a la de A, que podemos considerarla constante durante toda la reacción, esta velocidad dependerá en cada instante de la variación de la concentración molar de A. Por otra parte, un cambio en la temperatura de los reaccionantes se traduce en un incremento de la velocidad de sus partículas, de su energíacinética, de los choques eficaces y, en consecuencia de la velocidad de reacción. En muchas reacciones, la velocidad de la misma se duplica cuando la temperatura aumenta 10ºC. Ciertas sustancias, llamadas catalizadores, cambian la velocidad de reacción. Su sola presencia modifica la energía de activación, traduciéndose en una variación del número de choques eficaces entre las partículas reaccionantes. Enla velocidad de una reacción química influyen varios factores; entre ellos, los más importantes son la concentración de los reactivos, la presencia de catalizadores y la temperatura de la reacción. Aunque todos los factores mencionados pueden afectar las reacciones químicas simultáneamente, puede plantearse la experiencia de forma que se mantengan constantes todos los factores excepto uno en cadaensayo. Para observar estos efectos utilizaremos una reacción cuyo final es fácilmente determinable. La reacción que utilizaremos es: a) IO3– + 3HSO3– I– + 3SO42– + 3H+ El HSO3– puede obtenerse de la disolución acuosa de disulfito sódico según la reacción: S2O52– + H2O 2HSO3– El I- que se va produciendo, reaccionará con el IO3- dando I2, pero aún así queda HSO3- ; este yodo molecular, reaccionaráotra vez dando I-. b) I2 + HSO3– 2 I– + SO42– + 3H+

Prácticas de Química
Tan solo cuando se haya consumido todo el HSO3– (final de la reacción) podrá reaccionar el yoduro con el yodato: c) IO3– + 5I– + 6H+ 3I2 + 3H2O Todos los ensayos se van a realizar con exceso de ion yodato, para que una vez consumido el ion hidrógeno sulfito presente en la disolución, el yodato sobrante oxide al ion yoduroproducido. La formación de yodo en presencia de almidón, se detecta inmediatamente por la presencia de color azul en la disolución, significando además que han terminado las reacciones a) y b) y se inicia la reacción c).

3. Material y reactivos
- Vasos de precipitados 100 y 50 ml - Pipetas 25, 10 y 5 ml - Varillas de vidrio - Termómetro de 0 a 100ºC - Mechero completo (trípode y telametálica) - Cristalizador - Cuentagotas - Cronómetro - Disolución A (Potasio Yodato DIDACTIC cód. 231540 4,28 g/litro) - Disolución B (4 g de Almidón de Patata soluble DIDACTIC cód. 231096 en 400 ml de agua hirviente. Añadir 0,6 g de KHSO3 y 5 ml de Ácido Sulfúrico 1 mol/l (2N) DIDACTIC cód. 232105 y Agua Desionizada DIDACTIC cód. 232236 hasta 1000 ml). - Disolución de nitrato de cobre 0,02 M (preparar...