Cinetica de una solvolisis unimolecular

PRACTICA N° 7
Investigación Cinética de una Solvolisis Unimolecular

Objetivos:
El siguiente experimento muestra que factores afectan la velocidad de reacción y demuestra como la información cinética puede ser racionalizada en términos de una secuencia lógica de fenómenos moleculares.
Introducción:
La velocidad a la cual una reacción toma lugar es de particular importancia en químicapuesto que ello da información acerca del camino detallado sobre el cual los restantes pasan a convertirse en productos, es decir, el mecanismo de la reacción. La interpretación correcta de los datos de velocidad depende del conocimiento de los factores que pueden influir en la velocidad, estos incluyen:
1. La estructura de los compuestos que entran en la reacción.
2. La temperatura.
3. El tipo demedio en el cual se realiza la reacción (solvente).
4. Las concentraciones de las especies reactantes para muchas reacciones.
Nosotros investigaremos algunos de estos efectos en un proceso simple pero importante en química orgánica. La sólvolisis Unimolecular, algunas veces designado como SN1.
Este tipo de reacción puede ser escrito en dos etapas. Estas etapas son ilustradas con la reacción quevamos a estudiar en este experimento. Esta es la hidrólisis de cloruro de terbutilo (l).





La ecuación (1) representa el rompimiento del enlace carbón-cloro en el cloruro de terbutilo, de tal forma que origina un reactivo intermedio: el ión carbonio, (ll) luego, este reacciona rápidamente con agua para formar alcohol terbutílico (ll) y el ión hidronio.
Si una reacción ocurre a través devarias etapas. La velocidad de la etapa mas lenta es la velocidad de la reacción completa. Así la ecuación (1) representa la etapa determinante de esta reacción.
Muchas reacciones requieren que las moléculas choquen entre sí con energía suficiente antes de que una reacción tome lugar. Estas son llamadas reacciones biomoleculares. La reacción que estamos investigando aquí, envuelve el rompimientode una molécula de los reactivos cada vez, reactivos y es considerada por lo tanto una reacción unimolecular.
En el experimento es agregada rápidamente una solución de cloruro de terbutilo en acetona, a una solución acuosa de NaOH, la cual contiene un indicador: azul de bromo-fenol (azul a pH= 4,6). La cantidad de ion hidróxido es equivalente al 10% del total de cloruro de terbutilo. Lasolvólisis comienza al momento de mezclar las soluciones y da alcohol terbutílico e ión hidronio a una velocidad característica. Cuando el ión hidronio ha neutralizado todo el NaOH, el pH cambia (se torna mas acido), el indicador cambia de azul a amarillo y el tiempo requerido para este cambio representa el tiempo para que haya transcurrido el 10% de la reacción.

PARTE EXPERIMENTAL
A. ProcedimientoGeneral:
Repita el siguiente procedimiento tres veces. Registre el tiempo para cuando ha transcurrido el 10% de la reacción, la composición del solvente (v/v) y la temperatura. Determine el tiempo promedio (y la desviación) en segundos.
1. Pipetee 3 ml de una solución 0,1 M de cloruro de terbutilo en acetona, en un erlenmeyer de 50 ml, tápelo y colóquelo sobre un papel blanco.
2. Pipetee 0,3 ml dela solución 0,1 M de NaOH en un segundo matraz de 50 ml y agregue 6,7 ml de agua destilada. Agregue tres gotas de solución indicador de azul de bromofenol.
3. Rápidamente agregue la solución de acetona en la acuosa, registre el tiempo con un cronometro, agite por un segundo e inmediatamente regrese la solución al envase anterior, (esto asegura una mezcla completa). Anote el tiempo cuando elindicador cambie de color. Antes de repetir la prueba, los dos matraces deben ser lavados con acetona y secados.
¿Cuál es la composición del solvente (v/v) en este experimento?
B. Efecto de la Concentración en un Proceso Unimolecular:
Use el procedimiento experimental descrito en la parte “A”, pero antes de mezclar las dos soluciones, agregue 10 ml de una solución 70% agua- 30% acetona (en...