Proxido De Hidrogeno

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
Departamento de Química
Fisicoquímica II
Melisa Plata 201013658
Sebastián Franco 201126968
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26/09/12

Descomposición Catalizada de
Peróxido de Hidrógeno

INTRODUCCIÓN


Dentro de todas las reacciones químicas que se pueden estudiar en el laboratorio, tanto espontaneas como no-espontaneas, en esta prácticase escogió seguir la cinética de la descomposición del peróxido de hidrógeno. A pesar de que a condiciones normales esta reacción sea espontanea, lo que realmente se esperó lograr fue determinar la constante de velocidad para esta reacción catalizada con iones yoduro (I-). En este caso se siguió un mecanismo de reacción significativamente simple por conveniencia y facilidad al momento de hacer loscálculos ya que esta consta de únicamente dos pasos. Ya reacción neta que se esperó seguir se muestra a continuación:

2H2O2(ac)I-2H2O+O2(g) (1)
El mecanismo que se asume que tiene esta reacción consta de las dos reacciones elementales mostradas a continuación:
H2O2+ I-k1H2O+IO- (2)H2O2+ IO-k2H2O+I-+O2 (3)
En la práctica, los iones yoduro mostrados tanto en la reacción neta como en el mecanismo, que funcionará como catalizador se obtendrá a partir de la adición de una sal de yodo (yoduro de potasio) al sistema al comienzo de la toma de datos. El mecanismo que se asume es sin duda alguna una gran herramienta para facilitar los cálculos ya que se tienen solo cinco especiesde las cuales uno es un intermediario (IO-) y otro un catalizador (I-) que por condiciones de catalizador y por la aproximación del estado estacionario, el cambio de sus concentraciones con respecto al tiempo será cero. Estas aproximaciones ofrecerán ventajas expuestas en secciones posteriores.
Otros mecanismos más complejos se han propuesto para describir este tipo de descomposición catalizada.Tal vez el más famoso y completo es el de Bray-Liebhafsky, el cual consiste en múltiples rutas que los reactivos podrían tomar para llegar a ser productos pasando por un numero indefinido de intermediarios, minimizando significativamente el número de aproximaciones aplicables.
En cuanto a la metodología, durante la descomposición de este compuesto se libera oxigeno en forma gaseosa como uno delos productos. Ya que resulta casi imposible distinguir el peróxido de hidrógeno y el agua estando ambos en una misma solución, resulta conveniente analizar la liberación del oxigeno, el cual estará igualmente asociado a la reacción puesta en cuestión. Asumiendo el oxigeno liberado como un gas se puede llegar (usando la ecuación de estado para los gases ideales) a que el cambio de concentracióncon respecto al tiempo de el gas será directamente proporcional al cambio en el volumen del mismo con respecto al tiempo. De esta manera, y teniendo en cuenta que en el laboratorio se midieron volúmenes desplazados por el oxigeno liberado, se puede llegar a la siguiente expresión:
Jt= RTPdnO2dt=dVdt
Donde Jt es el flujo volumétrico de gas a partir de la reacción, R la constante universal de losgases, T la temperatura de trabajo y P la presión ejercida por el gas.
Por último, a partir de las ecuaciones de velocidad de la primera reacción del mecanismo seguido, las aproximaciones descritas anteriormente y la elaboración matemática recién hecha, se llega fácilmente a una relación entre el flujo volumétrico del oxigeno y la constante de velocidad de la reacción catalizada:
lnJt=lna-kaptDonde a es una constante equivalente a:
a=VslnkapH2O2oRT2P
Y tal que la constante aparente sea:

kap=k1I-o
De esta manera, calculando el flujo de oxigeno en intervalos de tiempo es posible hacer una regresión lineal cuya pendiente corresponderá a la constante aparente con signo opuesto.
Vale aclarar que la razón por la cual se partió del primer paso del mecanismo y no el segundo es que...