Propuesta Del Diseño Experimental Cuadro 1. Variables, Hipótesis Y Propuesta Del Diseño De Ex

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE LA RAPIDEZ DE LA REACCIÓN
CINÉTICA DE YODACIÓN DE LA ACETONA

PROPUESTA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL
Cuadro 1. Variables, hipótesis y propuesta del diseño de experimento.
Variables= concentración, absorvatividad molar, longitud de onda.
Nuestra hipótesis es que a mayor temperatura la velocidad de reacción aumenta

Cuadro 1. Propuesta de diseño experimental.Registrar datos de absorbancia para la reacción de yodación de la acetona teniendo como variable la temperatura, para obtener la relación de la temperatura con la constante de rapidez de la reacción.

REACTIVOS Y MATERIALES
(I2 – KI) (0.002M- 0.2M)
HCl 0.323 M
Acetona 1.33 M 1 Espectrofotómetro
2 celdas espectrofotométricas
Un baño de agua con control de temperatura
1 cronómetro
1termómetro
3 vasos de precipitados de 50 ml
2 pipetas de 10 mL con propipeta

METODOLOGÍA EMPLEADA
Colocamos diferentes volúmenes de acuerdo a lo que el profesor nos planteo para cada equipo con las diferentes sustancias.

DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS
Registrar los datos en la tabla 2.

b. Explicar en qué consiste el método integral para determinar, el orden de reacción y la constante derapidez a cada temperatura con la información de la tabla 2.

El método integral consiste en realizar las graficas de [c] vs t, LN [C] vs t, y 1/[C] vs t.
Y con el ajuste de recta en cada grafica se determinara el orden de la reacción, de acuerdo a la que más se asemeje al modelo lineal, la pendiente de dicha recta ser igual a k o bien a la constante de velocidad de reacción. Lo anteriorcorresponde a una sola temperatura que es la ambiente y para las otras temperaturas se sigue el mismo procedimiento.

c. Explicar cómo se obtiene la energía de activación y el factor pre-exponencial utilizando la ecuación de Arrhenius. (Métodos gráfico y analítico).

Los resultados experimentales termogravimétricos son expresados como función de la conversión, X, la cual se define como

donde W0es la masa inicial de la muestra; W es la masa de la muestra a un tiempo (t) y Wα es la masa final del residuo.6
La velocidad de conversión dX/dt, en la descomposición térmica es expresada como,

La constante de la velocidad de reacción k, es expresada por la Ecuación de Arrhenius

La función de la conversión independiente de la temperatura f(X), se expresa como,

sustituyendo laEcuación 3 y la Ecuación 4 en la Ecuación 2 y tomando logaritmo natural a ambos lados de la ecuación se tiene,

Para diferentes velocidades de calentamiento, la temperatura requerida para alcanzar la misma conversión X y la velocidad instantánea de reacción (dX/dt) difiere para la misma muestra.
La energía de activación y el factor pre-exponencial pueden ser determinados de la relación entreln(dX/dt) y 1/T para cada conversión.
Método de la velocidad máxima
Para una temperatura a la cual ocurre la máxima reacción de pirólisis, Tmax, se tiene de acuerdo a Redhead que:7

De acuerdo a la ecuación teórica, la ecuación cinética para la descomposición de un sólido es usualmente escrita como:

donde t es el tiempo de reacción, n es el orden de reacción y k es la constante de velocidad de lareacción. En la ecuación anterior de acuerdo con la ecuación de Arrhenius, la expresión de la constante de velocidad de la reacción k, es la siguiente:

donde A es el factor pre-exponencial, E es la energía de activación aparente y R es la constante de los gases (R = 8.314 J/mol).
La Ecuación 8 se puede reemplazar en la Ecuación 7 para obtener la Ecuación 9, la cual puede expresarse enfunción de la velocidad de calentamiento.

Tomando a la Ecuación 6 como:

Sustituyendo la Ecuación 9 en la Ecuación 10 se obtiene:

donde Tm es la temperatura a la velocidad máxima de reacción y Xm es la conversión a la velocidad de máxima reacción. Si n = 1 la Ecuación 11 se puede simplificar como:

Para la misma muestra, la temperatura máxima (Tm) puede ser calculada de la curva de la...