Informe TPL N 5 INFLUENCIA DE LA CONCENTRACI N DE REACTIVOS SOBRE LA VELOCIDAD DE UNA REACCI N QU MICA

Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 5










INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS SOBRE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA.










Alumno: Alexis Barbero
Curso: Fisicoquímica Aplicada
Carrera: Ingeniería en Alimentos
Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN LUIS
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 5

Influencia de la concentración de reactivos sobre lavelocidad de una reacción química.


Objetivos:
Aprender y aplicar las leyes de la cinética de reacción.
Ilustrar la aplicación de un método espectrofotométrico en la realización de un estudio cinético.
Determinar la velocidad específica y el orden de reacción del sistema en estudio.

Introducción Teórica:

La cinética química estudia la velocidad de las reacciones y sus mecanismos. La velocidadde una determinada reacción química depende de numerosos factores, entre ellos los más importantes son concentración de los reactivos, temperatura, presión hidrostática, presencia de catalizadores, fuerza iónica del medio.
En este caso, analizaremos la reacción de oxidación del ácido ascórbico, conocido como vitamina C. La vitamina C es poco estable y puede ser destruida por la luz, el calor yademás puede ser oxidada en contacto con el aire.
La reacción en estudio es la oxidación de ácido ascórbico por ferricianuro de potasio, para dar lugar al ácido deshidroascórbico:

H2A + 2 Fe(CN) A + 2 Fe(CN)
Donde:
H2A: ácido ascórbico.
Fe(CN): ión ferricianuro.
Fe(CN): ión ferrocianuro.
A: ácido deshidroascórbico.

Esta reacción es retardada por la presencia de ácido. Ferricianuro de potasio esun reactivo coloreado que absorbe radiación en la zona visible del espectro, mientras que los productos de la reacción son incoloros, de manera tal que la pérdida de la intensidad del color en función del tiempo permite estudiar la reacción haciendo lecturas de absorbancia a 418nm, ya que estamos trabajando en el rango de concentraciones en el cual se cumple la ley de Lambert-Beer.

La expresión dela velocidad para la reacción en estudio es:





Donde:
A: concentración de ferricianuro de potasio en la mezcla reaccionante expresado en moles/L.
B: concentración de ácido ascórbico en la mezcla reaccionante expresado en moles/L.
n y m: orden de reacción respecto a los reactivos A y B respectivamente. El orden total de la reacción estará dado por (m+n).
k2: constante de velocidad o velocidadespecífica, en este caso queda expresada en L/mol.min.

Determinaremos en primer lugar el orden de reacción respecto de A, entonces la expresión anterior quedará reducida a:


K1: constante de velocidad de primer orden, en este caso se mide en min-1. Se entiende que:



Aplicaremos el método integral, haciendo la suposición de que n=1, entonces la ecuación integrada de orden 1 es:



Sólo en elcaso de que nuestra suposición sea correcta, la gráfica de ln[A] vs. Tiempo será una recta cuya pendiente nos permitirá obtener el valor numérico de k1 y, a partir de la ordenada al origen, podemos verificar la concentración inicial de A ([A]0).

Si realizamos dos o más corridas variando solamente la concentración de los reactivos, manteniendo constantes las otras condiciones y obtenemos el valor dek1 para cada una de ellas, a partir de la expresión podremos obtener el valor de la constante de velocidad k2, m y el orden total de reacción.


Parte Experimental

Material Necesario
Solución de ferricianuro de potasio 4.10-3 M (A).
Solución de ácido ascórbico 2.10-3 M (B).
Solución acuosa de HCl aproximadamente 0,5 M (C).
3 pipetas de 10 mL.
3 pipetas de 5 mL.
1 pipeta de 2 mL.
Vasos deprecipitación.
Varillas de vidrio.
Celdas de vidrio para espectrofotómetro de 1 cm de camino óptico.

Instrumental
Espectrofotómetro visible

Procedimiento
1. Para cada una de las corridas se prepararon las siguientes mezclas reaccionantes, midiendo volúmenes exactos con pipetas:

Corrida
Vaso 1
Vaso 2
1
8 mL de A
2 mL de C
5 mL de B
5 mL de H2O
2
6,4 mL de A
2 mL de C
1,6 mL de H2O
4 mL de B
6 mL de...