Cinetica Quimica: Determinación Del Orden De Reacción Y Energía De Activación

Universidad Andrés Bello
Facultad de Ecología y Recursos Naturales
Departamento de Ciencias Químicas
Laboratorio de Físico Química II QUI 231

Cinética Quimica: Determinación del orden de reacción y energía de activación

Integrantes:
Boris Bustamante
Macarena Castro
Profesor:
Manuel Curitol

* Reacción REDOX principal:
IO3- (ac) + 3HSO3-(ac) I-(ac) + 3SO4-2(ac) +3H+(ac)
Yodato bisulfito yoduro sulfato
Cuando termina la reacción se lleva a cabo otra consecutiva cuando ha reaccionado todo el bisulfito.
IO3- (ac) + I-(ac) + 6 H+(ac) 2I2 (s) + 3H2O
Esta reacción ocurre de manera instantánea, formando un complejo de color azul.

Experimento 1: Determinación de la ley cinética
*Tabla n°1: tiempos experimento 1
sistema | T1 (s) | T2 (s) | T3 (s) | T promedio (s) |
I | 92 | 87 | 84 | 88 |
II | 152 | 181 | 209 | 181 |
III | 152 | 156 | 159 | 156 |

Para obtener velocidad de reacción inicial se utilizara la siguiente aproximación
V0=-13d[HSO3-]dt0≈ 13[HSO3-]treacción
Ejemplo para sistema I
C1 V1 = C2 V2
0.020M 10mL = C2 75mL
C2 = 2.67 x 10-3M

V0 = 1 [2.67 x10-3M]
3 88 (s)
V0 = 1.01 x 10-5 molL*s

* Tabla n°2: velocidades iniciales para cada sistema
Sistema | [IO3-]0 (M) | [HSO3-]0 (M) | Velocidad inicial (Ms-1) |
I | 0,02 | 2,67*10-3 | 1,01*10-5 |
II | 0,02 | 1,33*10-3 | 2,45*10-6 |
III | 0,01 | 2,67*10-3 | 5,71*10-6 |

Haciendo uso de los tiempos de reacción de los sistemas I y III y suponiendo una ley cinética de la forma v= k [IO3-]m [HSO3-]n, obtén el orden parcial de reacción para el iodato.
v0,3v0,1=k [IO3-]α[HSO3-]βk [IO3-]α[HSO3-]β
5,71×10-6Ms-11,01×10-5Ms-1=k [0,01M]α[2,67×10-3M]βk[0,02M]α[2,67×10-3M]β
0,565346534=0,5α /log
0,8=α
1≈α
Haciendo uso de los tiempos de reacción de los sistemas I y II y suponiendo una ley cinética de la forma v = k [IO3-]m [HSO3-]n, obtén el orden parcial de reacción para elbisulfito.
v0,2v0,1=k [IO3-]α[HSO3-]βk [IO3-]α[HSO3-]β
2,45×10-6Ms-11,01×10-5Ms-1=k [0,02M]α[1,33×10-3M]βk[0,02M]α[2,67×10-3M]β
0,242574257=0,5β /log
2,04=β
2≈β
Entonces la ley cinética que obedece la reacción principal es
v0=kIO3-[HSO3-]2
Por lo tanto el orden global de la reacción es n=3, la reacción es de tercer orden
Calcula finalmente la constante de velocidad k a temperaturaambiente. Para ello, emplea los datos del sistema I
v0=kIO3-[HSO3-]2
1,01×10-5=k0,02M[2,67×10-3]2
k=70,84 M-2s-1
Discuta sobre los resultados obtenidos y los diferentes órdenes de reacción obtenidos.
La tabla n°1 muestra los tiempos en que tardaba en aparecer el color azul en solución, indicando que el complejo de yodo con almidón se ha formado, produciendo que la solución se tiña de este color.Además la tabla muestra que al variar el volumen de NaHSO3 varía el tiempo que demora la reacción en ocurrir, determinando que es un factor importante en la formación del complejo y en general para la reacción. Esto se evidencia en el experimento 2, donde el volumen fue disminuido en la mitad y por los datos se ve que la reacción se demoró más en ocurrir. En el experimento 1 el volumen de KIO3 juntocon el de NaHSO3 son iguales y la reacción fue la que demoró menos, dando cuenta que el volumen de KIO3 afecta en igual medida la reacción, dado que en el experimento 3 varía este volumen pero no el de NaHSO3 y la reacción tarda un poco más en ocurrir a comparación del experimento 1.
También se puede apreciar que al momento de variar el volumen de cada reactante, variaran las concentraciones almomento de preparar la solución, lo que influirá en el valor de velocidad inicial. Ya que cuando la concentración de HSO3- varia, por efecto de su variación de volumen, y se mantiene constante la concentración de yodato, la velocidad inicial aumenta, lo mismo ocurre cuando cambia la concentración final de yodato y se mantiene constante la concentración de bisulfito. Por lo tanto se confirma que...