Práctico cinética química

Manual de Prácticas – Introducción al Laboratorio

Práctica N° 14
Cinética Química
1. Objetivo.
Determinar la ley de velocidad de la reacción entre el hipoclorito de sodio y el
colorante Azul Brillante, utilizando el método integral para el tratamiento de
los datos experimentales.
2. Fundamento teórico.
La velocidad de reacción se define como el cambio de concentración de un
reactivo o productocon respecto del tiempo.
Sea la siguiente reacción:
aA+bB→pP+qQ
donde A y B son los reactivos, P y Q los productos y a, b, p y q los respectivos
coeficientes estequiométicos.
Se cumple que:

Delante de los términos que involucran reactivos se coloca un signo negativo
porque la concentración de los mismos disminuye con el tiempo, y la velocidad
debe tener siempre un valor positivo.
En la presentepráctica se estudiará la cinética de la reacción entre el hipoclorito
de sodio y el colorante Azul Brillante (para el que se adoptará la abreviatura
CAB), los que reaccionan según:
CAB + ClO - → Productos (1)
La ecuación o ley de velocidad de la reacción anterior se puede escribir como:
v = k [CAB] [ClO -] (2)
Para determinar la ley de velocidad para esta reacción es necesario hallar el
valor de laconstante de velocidad k a la temperatura de trabajo, y los órdenes
parciales con respecto a CAB e hipoclorito de sodio,  y , respectivamente.

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Para ello, se utilizará el método integral. Dicho método se utiliza para
reacciones en las que participa un solo reactivo, o si hay más de uno, los demás
están en tal exceso que se puedeconsiderar que su concentración se mantiene
constante con el tiempo. Así, a medida que la reacción avanza, la cantidad de
reactivo en exceso que se consuma será despreciable frente a la concentración
original de este reactivo y a los efectos prácticos su concentración puede
considerarse constante en el tiempo. Para que esta aproximación sea válida la
concentración del reactivo en exceso debe serpor lo menos 10 veces la
concentración del reactivo limitante, es decir, que cuando éste se haya
consumido totalmente, el reactivo en exceso habrá disminuido como máximo en
un 10%. En este caso, los experimentos se han diseñado para que la
concentración del hipoclorito no cambie a medida que avanza la reacción,
permitiendo analizar como varía la velocidad de la reacción en función de laconcentración del CAB aplicando el método integral.
Ya que podemos considerar constante la concentración de hipoclorito, el
producto k[ClO-] también lo será y en consecuencia, la ecuación (2) adopta la
forma simplificada de la ecuación (3):
v = kobs [CAB] (3),

en la que kobs = k[ClO-] (4)

Muchas reacciones incluyen como reactivos o productos a sustancias coloreadas,
esto hace que a medida que lareacción se desarrolla varíe el color de la solución.
En estos casos, es posible determinar la variación de la concentración de la
sustancia coloreada en función del tiempo, midiendo el cambio de la intensidad
del color en el tiempo.
Tal es el caso de la reacción en estudio, en la que el CAB es una sustancia
fuertemente coloreada, mientras que el ion hipoclorito y los productos son
incoloros. Por lotanto, al avanzar la reacción el color de la solución irá
disminuyendo hasta que la misma quede incolora.
La reacción puede monitorearse utilizando un instrumento llamado
espectrofotómetro, que cuantifica la intensidad del color midiendo la cantidad
de luz que absorbe la muestra, magnitud que se conoce con el nombre de
ABSORBANCIA y se simboliza A.
En determinadas condiciones de trabajo, laabsorbancia es proporcional a la
concentración de la sustancia: A = K.[sustancia], donde K es una constante de
proporcionalidad que depende de la naturaleza de la sustancia, la longitud de
onda de la radiación con la que se irradia (ilumina) la muestra y de
determinadas características del espectrofotómetro. En este experimento
utilizaremos una fuente de luz monocromática de longitud de onda  = 630 nm...