Descomposicion Catalitica Del Peroxido De Hidrogeno

OBJETIVO GENERAL
* Analizar el efecto que tiene la adición de un catalizador sobre la rapidez de reacción.

METODOLOGÍA EMPLEADA
En esta práctica se observó el comportamiento de la reacción de descomposición de peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador, en este caso el dicromato de potasio.
La reacción a realizar es:

Para tal fin se midieron los volúmenes de oxígenoproducidos en la reacción. En una probeta de 60 cm de altura aproximadamente, colocamos una bureta graduada sin punta y la llenamos de agua, ajustando el nivel de agua en la marca donde se inicia la graduación de la probeta. Con una manguera, conectamos la probeta a un matraz kitasato de donde se colocaron 5 mL de peróxido de hidrógeno 1.5%.

Pusimos un tapón de hule al matraz y introdujimos una jeringacon una solución de permanganato de potasio al 0.01 M. En el primer experimento agregamos 0.5 mL de catarlizador y se midieron los volúmenes producidos de oxígeno con la bureta. En el experimento dos, agregamos 1.0 mL de catalizador.

Al obtener los volúmenes de oxígeno, se pudo saber la concentración y se realizaron gráficos de “V vs t”, “LnV vs t” y “1/V vs t” para determinar el orden dereacción. Asimismo, realizamos una gráfica de “LnK vs Ln[cat]”.

DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS
Tabla 1. Volúmenes de O2 registrados a diversos valores de tiempo, al agregar 0.5 mL del catalizador K2Cr2O7.
t (seg) | Vmax - Vt | Ln (Vmax - Vt) | 1/(Vmax-Vt) |
296 | 0.5 | -0.693147181 | 2 |
327 | 1 | 0 | 1 |
381 | 1.5 | 0.405465108 | 0.666666667 |
597 | 2 | 0.693147181 | 0.5 |
918 | 2.5 |0.916290732 | 0.4 |
1195 | 3 | 1.098612289 | 0.333333333 |
1307 | 3.5 | 1.252762968 | 0.285714286 |
1598 | 4 | 1.386294361 | 0.25 |
1711 | 4.5 | 1.504077397 | 0.222222222 |
1979 | 5 | 1.609437912 | 0.2 |

NOTA: Al momento de agitar, se desprendió oxígeno antes de iniciar nuestro experimento. Puede esto influir en que su composición se viera modificada o también pudo hacer sido que elreactivo llevaba guardado bastante tiempo para esta práctica.

De manera que de acuerdo con los gráficos mostrados, podemos determinar que la “Gráfica 1. V vs tiempo” es la más parecida a la recta buscada.
y = 0.0024x + 0.2569
k = 0.0024


Tabla 2. Volúmenes de O2 registrados a diversos valores de tiempo, al agregar 1.0 mL del catalizador K2Cr2O7.
t (seg) | Vmax - Vt | Ln (Vmax - Vt) |1/(Vmax-Vt) |
5 | 0.5 | -0.693147181 | 2 |
144 | 1 | 0 | 1 |
189 | 1.5 | 0.405465108 | 0.666666667 |
399 | 2 | 0.693147181 | 0.5 |
614 | 2.5 | 0.916290732 | 0.4 |
680 | 3 | 1.098612289 | 0.333333333 |
744 | 3.5 | 1.252762968 | 0.285714286 |
892 | 4 | 1.386294361 | 0.25 |
993 | 4.5 | 1.504077397 | 0.222222222 |
1041 | 5 | 1.609437912 | 0.2 |
1094 | 5.5 | 1.704748092 |0.181818182 |
1280 | 6 | 1.791759469 | 0.166666667 |
1342 | 6.5 | 1.871802177 | 0.153846154 |
1417 | 7 | 1.945910149 | 0.142857143 |
1532 | 7.5 | 2.014903021 | 0.133333333 |

De manera que de acuerdo con los gráficos mostrados, podemos determinar que la “Gráfica 4. V vs tiempo” es la más parecida a la recta buscada.
y = 0.0046x + 0.2156
k = 0.0046

Tabla 3. Resultados obtenidos de las gráficasde acuerdo con el orden de reacción.
Corrida | Cat (mL) | k | [cat] | Lnk | Ln[cat] |
1 | 0.5 | 0.0024 | 0.00090909 | -6.032286542 | -7.003066459 |
2 | 1 | 0.0046 | 0.00166667 | -5.381698975 | -6.396927655 |

ANÁLISIS DE RESULTADOS
Del conjunto de gráficas para cada volumen de catalizador utilizado, la que se aproxima más a una recta, con base en la comparación de los coeficientes decorrelación lineal es la que corresponde al modelo de reacción de orden 0 con respecto al dicromato de potasio; siendo el coeficiente de correlación lineal mayor a 0.99 en las corridas 1 y 2, corresponde a una reacción de orden 0 y 1, respectivamente. De acuerdo a lo anterior definimos que el orden de reacción de descomposición de peróxido de hidrógeno catalizada con dicromato de potasio es de...