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Páginas: 5 (1105 palabras) Publicado: 12 de octubre de 2012
TRABAJO PRÁCTICO N° 6
OXIDACIÓN DE ETANOL POR Cr(VI)
Objetivo - Aplicar conceptos de cinética de reacciones.
- Determinar órdenes y velocidades de reacción.
Bibliografía - M. E. Finlayson y D.G. Lee, J. Chem. Ed. 48 (1971) 473
Introducción
La oxidación de alcoholes por acción del Cr(VI) es utilizada, por ejemplo, en los
dispositivos empleados para el control de la alcoholemia en el aireexhalado de los
conductores de vehículos. La reacción química es la siguiente:
3 CH3CH2OH + 4 HCrO4
– + 16 H+ ® 3 CH3COOH + 4 Cr3+ + 13 H2O (1)
donde CH3CH2OH y CH3COOH son las fórmulas químicas del etanol y del ácido
acético, respectivamente, y HCrO4
– es la del ión cromato ácido. ¿en qué productos de
uso común están presentes el etanol y el ácido acético?
En medio ácido, el ion HCrO4
–está en equilibrio con el ion dicromato (Cr2O7
2)
según:
Cr2O7
2– + H2O = 2 HCrO4
– (K = 3,0´ 10–2 a 298 K) (2)
La reacción química (2) se establece en una escala de tiempo del orden de los
nanosegundos o picosegundos. Por lo tanto es indistinto emplear cromato ácido o
dicromato como reactivo, ya que en este último caso el cromato ácido necesario para
oxidar el etanol se obtendrá deinmediato a partir de la hidrólisis del dicromato. En
otras palabras, el equilibrio químico se alcanza muy rápidamente y no constituye el
paso limitante de la reacción global. La concentración de cromato es en todo momento
la concentración en equilibrio con dicromato. En las condiciones de trabajo,
despreciando las especies que podrían formarse al protonarse ambos iones, puede
considerarse que todoel cromo (VI) está como HCrO4
–. La absorbancia de la solución
es una medida de la concentración de este último, y puede seguirse la cinética de la
reacción (1) espectrofotométricamente.
Supondremos que la ley de velocidad de la reacción (1) puede escribirse:
v = k [HCrO4
–]a [CH3CH2OH]b [H+]c (3)
donde a, b y c representan los órdenes de reacción con respecto al oxidante, al alcohol y
alácido, respectivamente. Se trabajará en condiciones tales que las concentraciones del
alcohol y el ácido son mucho mayores que la del oxidante. En estas condiciones, la
variación en la concentración de los dos primeros debido al consumo producido será
muy pequeña y consideraremos que se mantendrán prácticamente constantes durante la
reacción. Por lo tanto, la ecuación (3) se transforma en:
49Química General e Inorgánica I – Trabajo Práctico Nº 6 –
v = k' [HCrO4
–]a (4)
donde k’ = k [CH3CH2OH]b [H+]c
Además, la velocidad de reacción se relaciona con las concentraciones de los
reactivos y de los productos por medio de la siguiente expresión (ver ecuación 1):
v = –1/4 d[HCrO4
–]/dt = –1/3 d[CH3CH2OH]/dt = 1/4 d[Cr3+]/dt (5)
La variación de la concentración de cromato en funcióndel tiempo se seguirá a
partir de las medidas de la absorbancia de la solución, empleando la ley de Lambert-
Beer.
Por el método integral, se determinarán los órdenes de reacción respecto del ion
HCrO4
– (a), las constantes de pseudo orden k' para cada concentración de etanol y el
orden respecto de etanol (b). Usted puede hallar un resumen de ecuaciones pertinentes
en el apéndice de estaguía.
Parte E xperimental
Materiales y reactivos
- Bureta de 10 mL (para el agregado del H2SO4 4 M).
- Pipetas aforadas de 1 y 2 mL (para el agregado de las soluciones del oxidante y el
alcohol).
- Erlenmeyers de 125 mL.
- Cronómetro.
- Etanol 0,4 M y 0,8 M (soluciones acuosas).
- K2Cr2O7 0,002 M en H2SO4 4 M.
- H2SO4 4 M.
Nota: Sea MUY cuidadoso al manipular la solución de H2SO4 4 M.Esquema de trabajo:
La siguiente tabla da los valores de volumen en mL a utilizar.
Experiencia K2Cr2O7 0,002 M H2SO4 4 M Etanol 0,4 M Etanol 0,8 M
1 2 8 1 -----
2 1 9 1 -----
3 2 8 ----- 1
4 1 9 ----- 1
Medidas a realizar:
1. Encender el espectrofotómetro, seleccionar l = 350 nm y dejarlo estabilizar
durante 15 minutos.
2. Ajustar el cero de absorbancia utilizando una cubeta con...
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