Cinetica de la decoloracion alcalina de la fenolftaleina

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

“CINETICA DE LA DECOLORACION
ALCALINA DE LA FENOLFTALEINA”


ASIGNATURA | : | LAB. DE DISEÑO DE REACTORES |
INTEGRANTES | : | BERNARDITA GILJAVIER INOSTROZAÁLVARO JELDRESCHRISTIAN LEDDIHN |
PROFESOR | : | ALDO SAAVEDRA |
AYUDANTE | : | MACARENA DÍAZ |
FECHA EXPERIENCIA | : | MIERCOLES 14DE DICIEMBRE DE 2011 |
FECHA ENTREGA | : | MIERCOLES 28 DE DICIEMBRE DE 2011 |

RESUMEN

El día miércoles 14 de diciembre del 2011 en el laboratorio de cinética de la Universidad siguiente experimento “Cinética de la decoloración alcalina de la fenolftaleína”. Para lograr este fin se utilizó un reactor batch, al cual se le agrego 0,2 ml de fenolftaleína a una concentración de 0,2 [M] y semidió la absorbancia hasta que los valores de esta se hicieron constantes. Esta experiencia se realizo a tres temperaturas distintas 30, 35 y 40 °C.
Con la información obtenida de las absorbancias medidas a las diferentes temperaturas se pudo obtener valores para las constantes de velocidad y parámetros de Arrhenius. Los valores de la constante de velocidad directa fueron 1,5594·10-1,3,1540·10-1, 3,2809·10-1 [M-1·s-1], mientras que los valores de la constante de velocidad inversa fueron 5,0650·10-4, 1,1599·10-3, 1,0911·10-3 [s-1] a 30, 35 y 40 °C respectivamente.
De acuerdo a estas constantes de velocidad se determinaron los parámetros de Arrhenius, obteniéndose que los valores de energía de activación resultaron ser 14106,0756 y 14550,3345 [cal/mol], mientras que los valores obtenidospara las constantes fueron 2,6927·109 [M-1·s-1] y 1,8318·107 [s-1].
Por medio de la ecuación de Van`t Hoff, y de los parámetros de Arrhenius se demostró experimentalmente que la reacción es exotérmica, obteniéndose un valor igual a -444,2589 [cal/mol] en ambas ecuaciones. Mientras que ∆G tomó los valores de -3449,6157,
-3496,7179 y -3548,8300 [cal/mol] para las temperaturas 30, 35 y 40 [°C]respectivamente. La variación de la entropía ∆S tomó los valores 12,8505, 12,7948 y 12,7569 [cal/mol∙K] para las temperaturas 30, 35 y 40 [°C] respectivamente.
Al momento de agregar NaCl a la reacción de estudio, se obtuvo un aumento en la constante de velocidad de reacción directa k1 a 30 [°C] desde 0,1559 a 0,2595 [M-1⋅s-1].

ÍNDICE
Página
1. Objetivos .4
2. Marco teórico.5
3. Aparatos y accesorios .8
4. Procedimiento experimental .9
5. Datos 10
6. Resultados 12
7. Discusiones 13
8. Conclusiones 15
9. Nomenclatura 16
10. Bibliografía 17
Apéndices:
Apéndice A: Datos intermedios
Apéndice B: Ejemplos de cálculo

1. OBJETIVOS

1.1. Determinar experimentalmente la ecuación develocidad y las constantes cinéticas para la decoloración alcalina de la fenolftaleína en un reactor discontinuo agitado (Batch) a escala de laboratorio.

1.2. Estudiar cualitativa y cuantitativamente el equilibrio químico del dianión de fenolftaleína en solución acuosa de hidróxido de sodio.

1.3. Verificar experimentalmente el pseudo primer orden de la reacción en estudio.1.4. Analizar el efecto de la fuerza iónica de la solución sobre la velocidad de reacción.

2. MARCO TEÓRICO

En soluciones alcalinas la fenolftaleína se convierte rápidamente a una forma rosada (dianión con formar resonantes), el cual posteriormente forma un ion incoloro (trianión o carbinol, sin formas resonantes) mediante una reacción reversible lenta con el ion hidróxido.Este proceso se puede describir mediante las siguientes reacciones:

Reacción (1): Irreversible e instantánea Ph+2OH-→Ph-2+2H2O

Reacción (2): Reversible y lenta Ph-2+OH-↔PhOH-3
La reacción global del sistema es finalmente: Ph-2+OH-K1K2PhOH-3
La cinética correspondiente a la reacción es la siguiente:
-rA=-dcAdθ=K1∙cA∙cB-K2∙cR (2.1)
Donde:
cA : Concentración de Ph-2
cB :...