Descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno

DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO.

I. OBJETIVO GENERAL

Analizar el efecto que tiene la adición de un catalizador sobre la rapidez de una reacción

II. OBJETIVOS PARTICULARES

a. Aplicar el método integral para evaluar las constantes de rapidez de reacción a diferentes
concentraciones de catalizador.
b. Seleccionar la técnica analítica adecuada paraseguir el avance de la reacción.
c. Determinar el orden de reacción respecto al sustrato y al catalizador.

III. PROBLEMA

Determinar la ecuación de rapidez de reacción para una reacción catalítica


IV. INTRODUCCIÓN

Dentro del estudio del comportamiento de las reacciones químicas en cuanto a la cinética de reacción, encontramos que la rapidez con que se lleva a cabo unareacción está determinada por la presión, la temperatura, la concentración de los reactivos y finalmente por la presencia y concentración de un catalizador.

Un catalizador:

* Disminuye energía de activación. Proporciona un mecanismo que aumenta la rapidez en dirección de avance (directa) y de retroceso (inversa).
* Acelera una reacción química sin cambiar su magnitud y se puederecobrar inalterado químicamente entre los productos finales de la reacción.
* Los cambios en las funciones termodinámicas de estado DG, DS, DH características de una reacción no se ven afectados por la catálisis.
* Los catalizadores aumentan rapidez de acercamiento al equilibrio, pero no pueden alterar la constante de equilibrio termodinámico.

La fusión general de un catalizador esproporcional un mecanismo alternativa por el que los reactantes se convierten en productos. En ausencia de catalizador, la velocidad de formación de productos ocurre con una velocidad igual a r0. En presencia del catalizador se crea un segundo camino y la velocidad de reacción ahora es la suma de la velocidad original mas la velocidad de reacción catalizada, r0+rc.
Un catalizador debe combinarsecon uno más reactantes o con una especie intermedia implicada en la reacción.
Por medio de la ley de rapidez de una reacción podemos determinar la constante de rapidez de una reacción r=kAtn

Por lo tanto en esta ecuación encontramos una constante aparente de rapidez, ya que puede estar   involucrada la concentración de un catalizador en fase homogénea.

Un catalizador homogéneo es uncatalizador que existe en la misma fase que las especies implicadas en la reacción y un catalizador heterogéneo el que está en una fase diferente
Los catalizadores heterogéneos la mayoría son sólidos. Una etapa importante en las reacciones que implican a catalizadores sólidos es la absorción de uno o más de los reactantes en la superficie sólida.
Se estudiara una reacción de descomposición delperóxido de hidrogeno.

Las reacción que se llevarán a cabo en esta práctica son:

Rápida

H2O2 (l)cat→½ O2 (g)+ H2O(l)

Mientras que la reacción sin catalizador es:

Reacción lenta (heterog)

H2O2 (l)⇔½ O2 (g)+ H2O(l)

V. PROPUESTA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL


Llevar a cabo una discusión grupal, identificar las variables involucradas y plantear la hipótesis
para proponer eldiseño del experimento que pueda conducir a la resolución del problema
planteado (considerar que en el laboratorio se dispone del material indicado en el punto A3).
Anotar la propuesta en el Cuadro 1.


Cuadro 1. Variables, hipótesis y propuesta del diseño de experimento.

Variables: temperatura ambiente, presión en la Cd. de México, tiempo expresado en min, volumenen mililitros, concentración del peróxido de hidrógeno(1.5% en vol), y catalizador dicromato de potásio 0.01M. Hipótesis: Al utilizar un catalizador en una reacción, no se ven afectadas las variables termodinámicas de estado G, S, H, pero si habrá un aumento en la rapidez de la reacción, lo cuál aproximara a nuestra reacción mas...