Cinetica

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MÓDULO II - PRÁCTICA 3
DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Y EL FACTOR DE FRECUENCIA
DE UNA REACCIÓN POR MEDIDAS DE CONDUCTIVIDAD ELÉTROLÍTICA
El objetivo de la práctica es determinar la energía de activación y el factor de frecuencia de la
reacción de saponificación del acetato de etilo a partir de la dependencia de la constante de velocidad con la
temperatura.
1. Principiosteóricos
En esta práctica se realiza un estudio de la reacción de saponificación del acetato de etilo para el caso
general de concentraciones iniciales distintas de los reactivos:
CH3COOC2H5 + OH−

CH3COO−+ C2H5OH

la cual sigue una cinética de segundo orden cuya ecuación integrada de velocidad es:

kt =

b(a - x)
1
ln
a - b a(b - x)

(1)

donde a y b representan las concentracionesiniciales de OH− y de acetato de etilo respectivamente, x la
concentración de OH- que ha reaccionado y k es la constante de velocidad.
El curso de esta reacción puede seguirse midiendo el descenso de conductividad eléctrica que se ha
producido hasta el instante t, como consecuencia de la desaparición de iones OH− y la aparición de iones
CH3COO− durante la reacción. Si tenemos en cuenta que elion OH− tiene una movilidad iónica muy superior
a la del ion CH3COO−, podemos despreciar la contribución de éste último a la conductividad eléctrica; ello
permite establecer las siguientes proporcionalidades:

x = C (σ o −σ t )
a − x = C (σ t -σ ∞ )
siendo σo, σt y σ∞ las conductividades específicas a tiempo 0, en un instante t y cuando la reacción ha
finalizado, respectivamente.
La ecuación(1) puede ahora reescribirse como:

kt =

bC( σ t - σ ∞ )
1
ln
a − b a(b − C( σ o - σ t ))

La constante C se obtiene de la condición límite t=0, siendo:

C=

a

σo -σ ∞

Sustituyendo esta expresión en la ecuación (2) y reordenando se obtiene:

(2)

ln

b( σ t − σ ∞ )
= (a − b)kt
b( σ o − σ ∞ ) − a( σ o − σ t )

2
(3)

El primer miembro de la igualdad en la ecuación(3) contiene exclusivamente datos experimentales y
está relacionado linealmente con el tiempo. La pendiente de la recta será (a-b)k, lo que nos permite
determinar k.
Disponiendo de valores de k a distintas temperaturas podemos obtener la energía de activación y el
factor de frecuencia de Arrhenius:

k= Ae
ln k = −

− Ea

RT

Ea
+ lnA
RT

(4)

Representando lnk frente a 1/Tdebemos obtener una línea recta de pendiente −Ea/R y de ordenada en el
origen ln A.
2. Materiales y reactivos.
- Reactivos

Acetato de etilo
Hidróxido sódico
Biftalato potásico
Fenolftaleína

- Material de laboratorio
2 vasos de precipitado de 100 ml
1 matraz aforado de 250 ml
1 matraz aforado de 500 ml
1 bureta de 50 ml
1 erlenmeyer de 100 ml
2 pipetas de 25 ml
1 pipeta de 5 ml
1vaso de precipitado de 250 ml.
1 vaso de precipitado de 500 ml
2 botellas para disoluciones
1 embudo
1 termómetro
1 cronómetro
1 pera de goma de tres vías
- Instrumentos

1 baño termostático (criostato, grupo A)
1 conductímetro digital Crison
1 célula de conductividad
1 mini taladrador de 12 V para agitación

3. Metodología experimental

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El estudio cinético de la reacción serealizará a las temperaturas que indique el/la profesor/a:
a.-Preparar las siguientes disoluciones:
a) 250ml de acetato de etilo 0.2 N.
b) 500ml de NaOH 0.05 N.
b.-Contrastar la disolución de NaOH con biftalato potásico (3 veces) para conocer la concentración
real de OH- al inicio de la reacción.
c.-Poner 25ml de NaOH 0.05 N en un vaso de precipitado de 100 ml e introducirlo en el bañotermostático para dejarlo equilibrando a la temperatura de trabajo.
d.-Poner alrededor de 40 ml de acetato de etilo dentro de una botella para disoluciones e introducirlo
en el baño termostático para dejarlo equilibrando a la temperatura de trabajo.
e.- Cuando se haya equilibrado la temperatura, medir la conductividad de la disolución de NaOH.
f.-Para iniciar la reacción añadir 25 ml de acetato...