Influencia de la temperatura sobre la rapidez

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA

INTRODUCCION:

Las constantes de velocidad k son generalmente, cantidades dependientes de la temperatura. Experimentalmente, se observa que para muchas reacciones una grafica de ln (k) frente a 1/t muestra un comportamiento lineal o cercano al lineal. La relación empírica entre latemperatura y k primeramente propuesta por Arrhenius a finales de 1800 se conoce como la ecuación de Arrhenius.
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En la ecuación la constante A se denomina factor de frecuencia o factor preexponencial de Arrhenius y E es la energía de activación de la reacción. Las unidades del factor preexponencial son idénticas a las de la constante de velocidad y varían dependiendo del orden de lareacción.
El logaritmo natural de la ecuación produce la siguiente expresión:

[pic]
La energía de activación corresponde a la energía necesaria para que la reacción química ocurra.
El concepto de equilibrio es central para la descripción teórica de las velocidades de reacción desarrolladas principalmente por Henry Eyring en 1930. Esta teoría conocida como teoría del complejo activado oteoría del estado de transición.
El complejo activado representa al sistema en el estado de transición. Este complejo no es estable y tiene una vida media del orden de uno a unos pocos periodos vibraciónales.
Lo que quiere decir existe un equilibrio entre los reactantes y el complejo activado.

[pic] [pic]

Donde Kc. es lo resta de la CTE de equilibrio originaly Kb es la constante de Boltzman
La ecuación se denomina Ecuación de Eyring. Nótese que la dependencia con la temperatura de constante de velocidad de reacción predicha por la teoría del estado de transición es diferente de la supuesta por la expresión de Arrhenius de la ecuación. En particular, el término preexponencial de la ecuación de Eyring muestra una dependencia con la temperatura quese opone a la suposición de independencia con la temperatura del correspondiente término de la expresión de Arrhenius.

ECUACIONES
• Ecuación para calcular la concentración de las disoluciones de yodo

n f = ni⎝MiVi = MfVf
Donde:
Mi = concentración inicial de la disolución (mol/L)
Mf = concentración final de la disolución (mol/L)
Vi = volumen inicial de la disolución(L)
Vf = volumen final de la disolución (L)

• Ecuación para calcular la concentración de yodo durante la reacción.

Utilizando la ecuación de la recta de la línea de tendencia en la curva patrón:
ε = es la constante de proporcionalidad llama da coeficiente de absorción molar. Es la característica de una sustancia que nos dice cuanta luz absorbe una longitud de onda.
b = ancho de lacelda (cm)
c = concentración de la especie de la cual estamos midiendo la absorbancia.

y = mx + d

y = A (absorbancia)
m = εb (1/M)
x = c (concentración M)
d = A0 (ordenada al origen)

Por lo que:
y = 117.75x + 0.0021

A = 117.75 (1/M)c + 0.0021

Y entonces

c = [(A – 0.0021) / 117.75] M

Algoritmo de cálculo:

• Concentración de las disoluciones de yodo, utilizandolos datos de la tabla 1.

Mi = 0.002M
Mf = ?
Vi = 8 mL = 0.008 L
Vf = 10 mL = 0.01 L

Mf= MiVi/ Vf = (0.002M)(0.008L) / 0.01L
Mf = 0.0016M

• Cálculo de la concentración de yodo durante las reacciones con los datos de la absorbancia (para las tres tablas).

c = [(A – 0.0021) / 117.75] M

A = 0.173

c = 0.0014514 M

• Como se obtiene la energía de activación y el factorpre-exponencial utilizando la ecuación de Arrhenius. (Método grafico y Analítico).
La expresión de Arrhenius se obtuvo originariamente de consideraciones termodinámicas. Para una reacción elemental cuyas velocidades sean lo suficientemente rápidas y así alcanzar un equilibrio dinámico, la ecuación de van´t Hoff enuncia que
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