cinetica quimica

Informe trabajo práctico N°4:
ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE REDUCCIÓN DE AZUL DE METILENO POR ÁCIDO ASCÓRBICO EN MEDIO ÁCIDO
Materia: Química general e inorgánica I
Fecha de realización: Martes 9 y jueves 11 de septiembre de 2014
Fecha de entrega: jueves 25 de septiembre de 2014
INTRODUCCIÓN
El Azul de Metileno es un colorante orgánico que se presenta en forma de cristales. Se utiliza comoindicador en la reducción de Azul de Metileno por ácido ascórbico en medio ácido, donde se obtiene su forma reducida incolora, conocida como Azul de Leucometileno.
La reacción química en estudio es la siguiente:
AM+(ac) + HAsc (ac) AL+(ac) + HdHAsc (ac)
AM+: Azul de Metileno
Hasc: Ácido ascórbico
AL+: Azul de LeucometilenoHdHAsc: Ácido deshidroascórbicoOBJETIVOS
El objetivo deesta práctica es estudiar la velocidad de una reacción química siguiendo la evolución temporal de la concentración de un reactivo por métodos espectroscópicos. Utilizaremos condiciones de pseudo-orden para estudiar el efecto de dicha concentración en la velocidad de la reacción. A su vez, obtendremos una expresión analítica acorde a los resultados experimentales y determinaremos los órdenes dereacción y la ecuación de velocidad para la reducción de Azul de Metileno por ácido ascórbico.
MATERIALES
Solución acuosa de Azul de Metileno (AM+) 2x10-4 M, solución de ácido ascórbico (HAsc) 0,1 M, solución de ácido clorhídrico (HCl) 0,2 M, agua destilada, pipeta Pasteur, pipetas aforadas de 1 y 2 ml, pipeta graduada de 10 ml, bureta de 25 ml, Erlenmeyer de 125 ml, vaso de precipitados, tubo deensayos, cubetas de 1 cm de paso óptico, espectrofotómetro.
METODOLOGÍA
La solución de Azul de Metileno absorbe energía en la zona de luz visible del espectro electromagnético, de esta forma, el desvanecimiento del color de la solución por aparición del compuesto incoloro reducido (Azul de Leucometileno), lo medimos registrando el decaimiento en absorbancia a 666 nm (máximo de absorbancia) con unespectrofotómetro. Dados que las soluciones restantes utilizadas son incoloras, la reacción concluirá en la decoloración total de la mezcla.
Utilizaremos concentraciones de HCl y HAsc mucho mayores que la de AM+, de manera que se consuma una muy pequeña cantidad de los dos primeros reactivos, por lo que podremos considerar que sus concentraciones se mantendrán prácticamente constantes durante lareacción. De esta forma, trabajaremos en condiciones de pseudo-orden y la ecuación de velocidad es la siguiente:
v=-d[AM+]dt=kexp [AM+]Podemos afirmar que la concentración del colorante es proporcional a la variación de la absorbancia de la solución a 666 nm, de acuerdo a la ley de Lambert-Beer:
(A666(t) – A666(∞)) = .l.[AM+]t
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Preparación de los reactivos y medición1. Colocamos en un Erlenmeyer de 125 ml los volúmenes de cada reactivo indicados en la tabla 1, agregando el AM+ en último lugar y agitándolo suavemente para homogeneizar la mezcla.
Experiencia VHCl (ml) VHAsc (ml) VH2O (ml) VAM+ (ml)
A 10 1 18 1
B 10 1 17 2
C 10 0,5 17,5 2
D 10 1,5 16,5 2
Tabla I: Esquema de trabajo. Volúmenes de reactivos.
2. Medimos como blanco la solución de HCl.
3.Inmediatamente colocamos la mezcla de reacción con una pipeta Pasteur en la cubeta y ésta en el espectrofotómetro. En el momento en que agregamos AM+ a los reactivos, comienza la reacción, por esto en ese momento es que comenzamos con el conteo del tiempo en el programa computacional Ocean Optics SpectraSuite.
4. Medimos el decaimiento de absorbancia de AM+ en función del tiempo cada 5 segundosdurante 3 minutos.
RESULTADOS OBTENIDOS
Experiencia [AM+]/M [HCl] /M [HAsc]/M Orden [AM+] Constante kexp (s-1) t1/2 (s) Orden [HAsc]
A 6,67x10-6 0,067 3,33x10-3 1 0,0397 17,46 1
B 1,33x10-5 0,067 3,33x10-3 0,0091 76,17 C 1,33x10-5 0,067 1,67x10-3 0,0049 141,45 D 1,33x10-5 0,067 5,00x10-3 0,0111 62,44 Tabla II: Datos obtenidos y resultados calculados de las cuatro experiencias realizadas....