Cinetica De Una Reaccion

Estudio de la Cinética de Reducción del Cromato y Oxidación del Etanol
Por Medio de Espectroscopia Visible


1.- Objetivo.
Determinar el pseudo-orden del ión cromato y la constante de velocidad, de la reacción entre el ion cromato y etanol -en solución acuosa y medio ácido- utilizando la técnica de espectrofotometría visible.


2.- Conocimientos previos.
1. Velocidad dereacción.
2. Ley diferencial y ley integral de velocidad.
3. Espectro de absorción.
4. Ley de Beer.
5. Regresión lineal (mínimos cuadrados)


3.- Introducción teórica.


3.1.- Cinética química: ley diferencial y ley integral.


La velocidad de una reacción química es proporcional a la concentración de los reactivos, y a veces, de los productos (inhibición oautocatálisis), u otras sustancias tales como catalizadores.

aA + bB + cC ( dD + eE


Así, la ley de velocidad para la reacción anterior se puede representar en la siguiente ecuación:



[pic] (1)

k es la constante de velocidad, los exponentes m, n y p son los órdenes parciales con respecto a cadareactivo, la suma de ellos corresponde al orden total de la reacción. Estos valores se determinan experimentalmente al igual que el valor de k.


Pseudo orden: para estudiar la cinética de una reacción con varios reactivos, y poder determinar experimentalmente los exponentes de la ley de velocidad, es recomendable aplicar un procedimiento que permita estudiar cada uno de dichos reactivos porseparado. Para ello es conveniente que -en la mezcla de reactivos- la concentración de todas las especies presentes, menos la que se va a estudiar, sea tan alta que la cantidad de reactivo consumido sea despreciable si se compara con la concentración inicial (repetimos. salvo la sustancia que se analiza).
Por ejemplo, para la reacción anterior, si las concentraciones de A y B son muchomayores que la de C, se puede considerar que las concentraciones de A y B no cambian de manera apreciable durante la reacción mientras que la concentración de C sí varía, así se estudia solo la dependencia de la velocidad con respecto a la concentración de C, es decir, el pseudo-orden en C, y la ecuación (1) se transformará en:


[pic] [pic] (2)Cálculo del Pseudo orden: Una manera de calcular el valor del exponente p es analizar si se cumple -o no- la expresión de la ley integrada con respecto a C, utilizando el método de regresión lineal por mínimos cuadrados. En este caso, se analizará la ecuación matemática para orden uno y para orden dos, a saber:


I. Para una cinética de primer orden el valor del exponente p sería1. En ese caso, se tiene:
[pic] (3)
De acuerdo con la ecuación anterior, la gráfica ln Ct vs t es una línea recta de pendiente es - k.


NOTA: Para la práctica, se realiza una tabla de ln[CrO4-2] vs tiempo, se aplica la regresión lineal por mínimos cuadrados, y se determina si realmente se establece unalínea recta.


II. Para una cinética de segundo orden y ocurre con un solo reactivo, el valor del exponente p sería 2. En ese caso se tiene:
[pic] (4)
De acuerdo con la ecuación anterior, la gráfica 1/ Ct vs t es una línea recta de pendiente es k.


NOTA: Para la práctica, se realiza unatabla de 1/[CrO4-2] vs tiempo, se aplica la regresión lineal por mínimos cuadrados, y se determina si realmente se establece una línea recta.


3.2.- Absorción de Radiación. Ley de Beer.


3.2.1 Ondas


Una onda conlleva la propagación de energía desde un foco emisor, sin que necesariamente transporte una masa apreciable. Las ondas se caracterizan por su amplitud (A),...