Determinación de la energia de activación y la constante de velocidad para la reacción de hidrólisis de acetato de metilo a 18 y 30°c

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA – DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUÍMICA
LABORATORIO DE TERMODINÁMICA 2007-I
INFORME PRÁCTICA FINAL

DETERMINACIÓN DE LA ENERGIA DE ACTIVACIÓN Y LA CONSTANTE DE VELOCIDAD PARA LA REACCIÓN DE HIDRÓLISIS DE ACETATO DE METILO A 18 Y 30°C.

RESULTADOS

Tabla 1

Tabla 2

Para verificar la cinética de primer orden se realizó laregresión lineal de los conjuntos obtenidos. Las gráficas de -Ln(CAcetato) en función del tiempo presentan interceptos en 0,45 y 0,54 para 18 y 30°C, estos presentan un error, respecto del valor de concentración inicial del acetato de metilo, igual a 1,3% y -2.8% respectivamente.

ANÁLISIS

El desarrollo de la práctica evidenció que el método experimental empleado permite la obtención de mejoresresultados respecto al manejado en la hidrólisis del acetato de etilo. El paso fundamental, que de una u otra forma garantiza la estabilidad de la determinación volumétrica, es la reducción súbita de la temperatura de la mezcla reaccionante pues reduce la velocidad de reacción y garantiza que el punto final determinado por el indicador colorimétrico permanezca por más tiempo. Sin embargo, lacalidad de los datos obtenidos está determinada no sólo por las características mismas del sistema sino que interviene, y de forma determinante, la destreza del experimentador. Sin olvidar que el control de la temperatura es determinante, en la práctica a temperatura ambiente se concluyó que el sistema se mantuvo a 18°C, por el contrario durante la práctica a 30 °C se observó que el sistema permaneciódurante algunos minutos iniciales a 31°C y hacia el final a 29°C, siendo el valor central el predomínate durante gran parte del tiempo de análisis.

Los datos obtenidos presentan gran dispersión durante los minutos iniciales de la reacción, sin embargo, en aras de verificar la hipótesis que la reacción es de primer orden respecto al acetato de metilo mientras las concentraciones de acido acéticoy metanol son bajas, se emplearon los datos presentados en las tablas 1 y 2 para generar las graficas correspondientes, en éstas se observa que la correlación de los datos es adecuada para un modelo lineal dado por la ecuación -Ln([Acetato]) = Kvelocidad*Tiempo + [Acetato]inicial. La validez del modelo se verifica por la correspondencia del valor real de concentración de acetato inicial conel valor generado por el intercepto de la línea recta; como se mencionó en el apartado anterior, las desviaciones de estos valores son 1.3 y -2.8% para 18 y 30°C respectivamente, razón por la cual existe alta probabilidad que el resultado final sea adecuado, esto es, la cinética de la reacción es de primer orden y la energía de activación posiblemente es cercana al valor real.

Los resultadosproporcionan elementos que permiten asegurar que la reacción de hidrólisis es de primer orden respecto del acetato de metilo. Esta situación es válida porque la cantidad de agua en el sistema reaccionante es alta y siempre permanece en exceso, además el número moles de ácido y metanol es bajo y no generan un efecto significativo sobre el avance de la reacción contraria debido al corto tiempo dereacción alcanzado (que para el caso es de 75 minutos –de seguro es mayor pero fue el tiempo anañizado-). Estos factores influyen sobre la determinación cinética y sustentan la suposición de partida que fue verificada. Sin embargo a medida que el tiempo de la reacción avance es muy seguro que el modelo de velocidad planteado, es decir, -rreacción = Kvelocidad*[Acetato de metilo], no sea válido.
Lasconstantes de reacción determinadas tienen correspondencia entre sí, esto es, la constante a mayor temperatura es mayor. Esta situación es lógica si se entiende que la constante es función directa de la temperatura, y si sigue el modelo de Arhenius, se incrementa cuando la temperatura crece. Por otra parte no se poseen valores reportados en la literatura por cuanto es inadecuado asegurar que se...