Descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno

Introducción:
Dentro del estudio del comportamiento de las reacciones químicas en cuanto a la cinética de reacción, encontramos que la rapidez con que se lleva a cabo una reacción está determinada por la presión, la temperatura, la concentración de los reactivos y finalmente por la presencia y concentración de un catalizador. Un catalizador es una sustancia que participa en las reaccionesquímicas aumentando la velocidad de la reacción, aunque el catalizador queda intacto después de completarse la reacción. La fusión general de un catalizador es proporcional un mecanismo alternativa por el que los reactantes se convierten en productos. En ausencia de catalizador, la velocidad de formación de productos ocurre con una velocidad igual a r0. En presencia del catalizador se crea un segundocamino y la velocidad de reacción ahora es la suma de la velocidad original mas la velocidad de reacción catalizada, r0+rc.
Un catalizador debe combinarse con uno más reactantes o con una especie intermedia implicada en la reacción.
Por medio de la ley de rapidez de una reacción podemos determinar la constante de rapidez de una reacción
r=kAtn ___________ Expresión (1)

Por lo tanto en estaecuación encontramos una constante aparente de rapidez, ya que puede estar involucrada la concentración de un catalizador en fase homogénea.

Un catalizador homogéneo es un catalizador que existe en la misma fase que las especies implicadas en la reacción y un catalizador heterogéneo el que está en una fase diferente
Los catalizadores heterogéneos la mayoría son sólidos. Una etapa importanteen las reacciones que implican a catalizadores sólidos es la absorción de uno o más de los reactantes en la superficie sólida.
Se estudiara una reacción de descomposición del peróxido de hidrogeno.

2H2O2 2H2O+O2

Objetivo General

Analizar el efecto que tiene la adición de un catalizador sobre la rapidez de una reacción

Objetivos Particulares.

* Aplicarel método integral para evaluar las constantes de rapidez de reacción a diferentes concentraciones de catalizador.
* Seleccionar la técnica analítica adecuada para seguir el avance de la reacción.
* Determinar el orden de reacción respecto al sustrato y al catalizador

Algoritmo de Cálculos.

Para la tabla 1:
Vmax= 40mL
Vt=1mL
Vmax - Vt
* 40 mL-1 mL = 39 mL
* 40 mL-1.8 mL =38.2 mL
Ln (Vmax- Vt)
* In (39 mL)= 3.7
* In (38.2 mL) = 3.6
1/(Vmax-Vt)
* 1/39 = 0.025641
* 1/38.2 = 0.026178

Volumen Teórico.

Datos: Pureza =30%; Densidad de 1.33 g/ml, Pureza = 1.5%, 5 ml de catalizador.

La densidad se multiplica con los 5 ml:
1.5 g100 ml5 ml=6.65 g
6.65 g 100%
x 1.5%x=0.9975 g

 1.09975 g1 mol H2O21 mol O22 mol H2O2=0.000146 mol de O2
Para obtener el volumen teorico a una temperatura de 25ºC y una presión de 585 mmHg. Se utiliza la ecuación de los gases ideales.  
PV=nRT
Por lo tanto:
P= 0.7697 atmosferas
T=25 ºC = 298.15 K
R=0.08205746 L atmmol K
n=0.00146 mol
V= nRTP
V= 0.00146 mol0.08205746 L atmmol K298.15 K0.7697 atm =0.04662 L= 46.62 ml

Elvolumen teórico es 46.62 mL

Resultados obtenidos en la práctica:

5 mL de peróxido de hidrógeno al 1.5%

.5mL de catalizador |
t(min) | Vt=VO2 (mL) | Vmax-Vt | Ln(Vmax-Vt) | 1/(Vmax-Vt) |
0.5 | 0.7 | 39.3 | 3.67122452 | 0.02544529 |
1 | 1 | 39 | 3.66356165 | 0.02564103 |
1.5 | 1.2 | 38.8 | 3.65842025 | 0.0257732 |
2 | 1.5 | 38.5 | 3.65065824 | 0.02597403 |
2.5 | 1.9 | 38.1 |3.64021428 | 0.02624672 |
3 | 2 | 38 | 3.63758616 | 0.02631579 |
3.5 | 2.2 | 37.8 | 3.6323091 | 0.02645503 |
4 | 2.5 | 37.5 | 3.62434093 | 0.02666667 |
4.5 | 2.7 | 37.3 | 3.61899333 | 0.02680965 |
5 | 3 | 37 | 3.61091791 | 0.02702703 |
5.5 | 3.2 | 36.8 | 3.60549785 | 0.02717391 |
6 | 3.5 | 36.5 | 3.59731226 | 0.02739726 |
6.5 | 3.7 | 36.3 | 3.59181774 | 0.02754821 |
7 | 4 | 36 |...