Fisica

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TALLER No 2 FISICOQUÍMICA
1. Se estudió la variación de la presión parcial del azometano con el tiempo a

600K, obteniéndose los siguientes resultados. Comprobar que la descomposición CH3N2CH3 (g) → CH3CH3 (g) + N2 (g) , es de primer orden con respecto al azometano y determinar la constante de velocidad. t/s 0 P/(10-2 Torr) 8,20
• •

1000 5,72

2000 3,79

3000 2,78

4000 1,94

••


C Una reacción de primer orden sigue la siguiente ecuación: ln C = Kt 0 Como se trata de un gas se puede sustituir la presión por la concentración ya que la presión es directamente proporcional a la concentración. P Entonces: ln P = Kt 0 Ahora reescribiendo la ecuación obtenemos ln P−ln P 0 = Kt , la cual es una ecuación de una linea recta. Si graficamos ln Pvs t nos dará una linea recta,que indicara que se trata de una ecuación de orden 1. Gráfico
t(s) P (10-2 Torr) Ln P (10-2 Torr) 0 8,2 2,10 1000 5,72 1,74 2000 3,79 1,33 3000 2,78 1,02 4000 1,94 0,66

Ecuación de Primer Orden
Ln P vs t

2,50 Ln P (10-2 Torr) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 • 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 t (s) f(x) = -,0004x + 2,0940 R² = ,9984

De lo anterior podemos concluir que se trataefectivamente de una ecuación de primer, ya que nos arrojo una gráfica de una linea recta.

2. En un experimento concreto, se determinó que la concentración de N 2O5 en

bromo liquido variaba con el tiempo según los siguientes datos: t/s [N2O5]/mol. L-1 0 0,110 200 0,073 400 0,048 600 0,032 1000 0,014

Determinar el orden de la reacción y la constante de velocidad. •




Para determinar elorden de reacción tenemos que probar con varios ordenes y mirar a cual de estos se ajusta. Ecuación de orden 1: ln C −ln C 0 = Kt . Ecuación de orden 2: 1 1 − = Kt C C0 1 vs t de lo cual se tiene que obtener una linea recta. Orden 2. Se gráfica C

t (s) [N 2O5] (mol L-1) 1/ [N 2O5](1/mol L-1)

0 0,11 9,09

200 0,073 13,70

400 0,048 20,83

600 0,032 31,25

1000 0,014 71,43

En laslineas de tendencia que se observa en el gráfico una es lineal (negra) que no se ajusta muy bien a los datos y no presenta un coeficiente de determinación apropiado. Caso contrario sucede con la linea de tendencia exponencial (azul), que es apropiada para los datos y tiene un excelente coeficiente de determinación, mostrándonos que no se trata de una reacción de segundo orden.



Orden 1. Segráfica recta.
t (s) [N 2O5] (mol L -1) Ln [N 2O5] (mol L -1)

ln C vs t de lo cual se tiene que obtener una linea
0 0,11 -2,2 200 0,073 -2,6 400 0,048 -3,0 600 0,032 -3,4 1000 0,014 -4,3

Ecuación de Primer Orden
Ln [N2O5] vs t

0,0 -0,5 0 200 400 600 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0 f(x) = -0,00206x - 2,20733 -4,5 R² = 0,99999
t (s)

Ln [N2O5] (mol L-1)

800

1000

1200Para esté orden de reacción los datos muestran una tendencia lineal lo que nos dice que se trata de una reacción de primer orden.


Para determinar la constante de velocidad, primero reorganizamos la ecuación de 1 orden así: ln C = Kt+ ln C 0 de la cual podemos ver que al hacer la gráfica ln C vs t la pendiente de la recta será K . Esta gráfica junto con su ecuación se encuentran en la parte dearriba y el valor de K=−2,06 x10−3 s−1

3. Se mide la velocidad de descomposición del acetaldehído (etanal,

CH3CHO) en el intervalo de temperatura entre 700 y 1000 K, obteniéndose las siguientes constantes de velocidad. Determinar E a y A. T/K 700 730 760 790 810 k/(L mol-1 s-1) 0.011 0.035 0.105 0.343 0.789


840 910 2.17 20.0

1000 145

Como sabemos la temperatura afecta lavelocidad de la reacción y esto se ve reflejado en la variación de la constante de velocidad, ahora la influencia de la temperatura cuantitativamente la podemos ver a través de la siguiente E ecuación: k = A e −E / RT ó ln k = − a  LnA , ésta ultima es la forma de RT una ecuación de una recta lo que nos dice que la variación del ln k con 1/ T debe ser una tendencia lineal.
a



Si graficamos...
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