Cinetica Quimica

Objetivos:
El objetivo de esta experiencia es determinar de qué orden es la reacción

IO3 - + 3 HSO3 - → I - + 3 SO4 2- + 3 H+ (reacción lenta)

5 I - + 6 H + + IO3- -→ 3 I2 + 3 H2O (reacción prácticamente instantánea)

Y observar cómo cambia la velocidad de reacción a medida que varía la concentración y la temperatura. Además con la reacción
H2O (l) + Zn (s) H+ (g) + ZnSO4(S)
Veremos cómo influye un catalizador en la velocidad de a reacción.
Introducción:
El trabajo consta de tres experiencias distintas. En la primera estudiaremos como varía el tiempo que tarda una reacción cuando se varía la concentración de uno de los reactivos. En la segunda, realizaremos la reacción con las mismas concentraciones de reactivos pero cambiaremos la temperatura tres veces, por loque podremos determinar la variación de la velocidad según la temperatura a la cual la reacción ocurra. Por último, estudiaremos en efecto de un catalizador en la reacción.

Introducción teórica:

Toda reacción química se produce a una velocidad definida que depende de las condiciones experimentales; entre estas las más importantes son las concentraciones de las sustancias, la temperatura, lapresencia de un catalizador y la superficie de contacto. El estudio de las velocidades de las reacciones químicas y de la influencia de de las condiciones experimentales se denomina cinética química.

Ley de Velocidad: dada la siguiente reacción

aA + bB cC + dD

se define ley de velocidad como

v= - 1/ad[A]/dt = - 1/b d[B]/dt = 1/c d[C]/dt =- 1/d d[D]/dt

es decir, la variación de la concentración de una sustancia en determinado tiempo, teniendo un cuanta los coeficientes estequiometricos.
Los signos menos los términos de los reactivos se deben a que a medida que la reacción ocurre, las concentraciones de estos van disminuyendo cada vez más. Con esta ley se ve que la velocidad de una reacciónvaría según las concentraciones de los reactivos.

Ecuación cinética:
V= - 1/a d[A]/dt= k [A] α [B]β

Donde α y β son exponentes determinados experimentalmente y representan los órdenes parciales de la reacción. Sumados obtengo el orden total de la reacción. α y β pueden ser cualquier número, incluyendo el cero. K es la constante específica de reacción quetambién se determina experimentalmente y que depende solo de la temperatura. A mayor temperatura el valor de k aumente por lo que también aumenta la velocidad de la reacción.

Para reacciones relativamente simples que se producen en una etapa, la velocidad de reacción se estudia en ese paso, denominado paso elemental, dos moléculas chocan y producen los productos de lareacción. En esta reacción los coeficientes estequimetricos coinciden con los α y β de la ecuación de velocidad.

Pero cuando una reacción se produce en etapas, la velocidad está determinada por la más lenta, siempre que las otras sean relativamente rápidas. En estos caso la velocidad y el orden de la reacción son en realidad los de la etapa más lenta.

Ecuación de Arrhenius

En la ecuacióncinética figura la constante k, la cual dijimos que solo depende de la temperatura, y que es específica de cada reacción, a través de la ecuación de Arrhenius:

K= A e –Ea/RT

Donde
-Ea es la energía de activación, la mínima energía que tiene que tener una reacción para que las partículas choquen y se produzca la reacción.
-A es el factor exponencial y dependesolo de la acción química considerada
- R es la constante de los gases ideales
-T es la temperatura en K.

Catalizadores:
Son aquellas sustancias que hacen que la energía de activación de una reacción sea menor, favoreciendo la velocidad de la misma.

PARTE EXPERIMENTAL
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
Se estudiarán los efectos de los cambios de concentración de...