Cinética Por Medidas De Ph

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Prácticas de Estados de Agregación y Cinética Química
Abel Pozo García
Luis Pereda Llera
Jose Antonio González Flores
Cinética por medidas de pH
Resumen
En esta experiencia hemos estudiado el orden de reacción, la constante de velocidad y la energía de activación para la hidrólisis del acetato de etilo con hidróxido sódico, utilizando paraello la medida de la concentración de hidróxido sódico a través de la determinación del pH para el medio de reacción. Obteniendo por tanto, una cinética de segundo orden para la reacción estudiada, una constante de velocidad de k1= 0,0731 L mol-1 s-1 a la temperatura del laboratorio (19ºC) o de k2= 2,4731 L mol-1 s-1 a la temperatura del baño termostático (45ºC) y una energía de activación de Ea= 104,57 kJ mol-1.
Parte experimental
Inicialmente se nos suministró una disolución ya preparada de hidróxido sódico (NaOH) 0,01 M, para la que se debió de pesar:
0,50 L·0,01 mol NaOH1 L·39,99 g NaOH1 mol NaOH=0,199 g≅0,20 g de NaOH
En un matraz aforado de 500 mL preparamos una disolución de acetato de etilo (CH3COOCH2CH3) 0,01 M con agua destilada. Para lo cual, calculamos la cantidad delpropio reactivo puro-comercial que pipeteamos:
88,11 g1 mol ·1 ml0,90 g·0,01 mol1 L·0,50 L=0,489 mL≅0,50 mL de CH3COOCH2CH3
Una vez preparadas dichas disoluciones, mezclamos 100 mL de cada una de ellas en un vaso de precipitados y se procedió con la medida de pH a la temperatura del laboratorio (19ºC). Posteriormente calculamos el pOH y la concentración para cada orden de reacción, cuyos resultadosobtenidos cada dos minutos, fueron recogidos durante una hora y expuestos en la Tabla 1.
Tabla 1. Datos obtenidos a 19°C
Tiempo (s) | pH | pOH | [OH-] | ln [OH-] | 1/[OH-] |
120 | 11,98 | 2.02 | 0,0095 | -4,65 | 104,71 |
240 | 11,94 | 2,06 | 0,0087 | -4,74 | 114,82 |
360 | 11,91 | 2,09 | 0,0081 | -4,81 | 123,03 |
480 | 11,88 | 2,12 | 0,0076 | -4,88 | 131,83 |
600 | 11,85 | 2,15 |0,0071 | -4,95 | 141,25 |
720 | 11,82 | 2,18 | 0,0066 | -5,02 | 151,36 |
840 | 11,78 | 2,22 | 0,0060 | -5,11 | 165,96 |
960 | 11,76 | 2,24 | 0,0058 | -5,16 | 173,78 |
1080 | 11,74 | 2,26 | 0,0055 | -5,20 | 181,97 |
1200 | 11,72 | 2,28 | 0,0052 | -5,25 | 190,55 |
1500 | 11,69 | 2,31 | 0,0049 | -5,32 | 204,17 |
1800 | 11,65 | 2,35 | 0,0045 | -5,41 | 223,87 |
2100 | 11,61 | 2,39 |0,0041 | -5,50 | 245,47 |
2400 | 11,57 | 2,43 | 0,0037 | -5,60 | 269,15 |
2700 | 11,54 | 2,46 | 0,0035 | -5,66 | 288,40 |
3000 | 11,51 | 2,49 | 0,0032 | -5,73 | 309,03 |
3300 | 11,46 | 2,54 | 0,0029 | -5,85 | 346,74 |
3600 | 11,43 | 2,57 | 0,0027 | -5,92 | 371,54 |
Mientras procedíamos con la toma de medidas anteriores, depositamos en un baño termostático a 45ºC otras dos disoluciones deigual volumen y concentración que las anteriores. A continuación, realizamos la misma operación que en el apartado anterior pero a distinta temperatura. Los datos obtenidos se exponen en la tabla siguiente:
Tiempo (s) | pH | pOH | [OH-] | ln [OH-] | 1/[OH-] |
120 | | 2.02 | 0,0095 | -4,65 | 104,71 |
240 | | 2,06 | 0,0087 | -4,74 | 114,82 |
360 | | 2,09 | 0,0081 | -4,81 | 123,03 |
480 |11,88 | 2,12 | 0,0076 | -4,88 | 131,83 |
600 | 11,85 | 2,15 | 0,0071 | -4,95 | 141,25 |
720 | 11,82 | 2,18 | 0,0066 | -5,02 | 151,36 |
840 | 11,78 | 2,22 | 0,0060 | -5,11 | 165,96 |
960 | 11,76 | 2,24 | 0,0058 | -5,16 | 173,78 |
1080 | 11,74 | 2,26 | 0,0055 | -5,20 | 181,97 |
1200 | 11,72 | 2,28 | 0,0052 | -5,25 | 190,55 |
1500 | 11,69 | 2,31 | 0,0049 | -5,32 | 204,17 |
1800 | 11,65| 2,35 | 0,0045 | -5,41 | 223,87 |
Posteriormente, determinamos el orden de reacción mediante la representación gráfica de los datos de cada tabla que mejor ajuste lineal presenta. A continuación obtenemos, mediante la pendiente de la recta ajustada, las dos constantes de velocidad para cada temperatura.
Por último mediante la ecuación de Arrhenius (4) y utilizando las dos constantes de...