Determinación De Cinética De Reacción

INTRODUCCIÓN
La velocidad de reacción se define como [pic] en donde [B] es la concentración de la especie A y cuya variación es producto de una reacción química.
El objeto de la cinética química es medir las velocidades de las reacciones químicas y encontrar ecuaciones que relacionen la velocidad de una reacción con variables experimentales. Durante una reacción, las concentracionesde las especies cambian con el tiempo. La velocidad de reacción se mide a través de la variación de estas concentraciones en el tiempo.
En esta práctica se analizará la cinética de la reacción:
Br2(ac) + HCOOH (ac) ( 2HBr(ac) + CO2(g)

Contrastando los datos obtenidos con los modelos cinéticos analizados en clase para reacciones irreversibles

El método propuesto para la realizaciónde la práctica es a través de espectrofotometría, el cual se basa en las interacciones de la radiación electromagnética y la materia. Las interacciones de la radiación y de la materia que realmente son importantes son las que involucran transiciones entre diferentes niveles de energía.


























FUNDAMENTOS

En cinética química se propone una serie demodelos matemáticos simples que pretenden ser característicos del comportamiento químico de la reacción, tres de ellos (los que se probarán en la presente práctica) se detallan a continuación:

Como se ha mencionado, la reacción que se llevará a cabo en la presente práctica tiene la forma: A + B ( C + D. A partir de esta reacción podemos suponer alguna de las siguientes aseveraciones:a) La velocidad de reacción de B depende exclusivamente de la concentración del reactivo B
b) La velocidad de reacción de B depende del cuadrado de la concentración del reactivo B
c) La velocidad de reacción de B depende tanto de la concentración del reactivo B como de la concentración del reactivo A.

Los modelos matemáticos se expresan para cada uno de esto modelos sonlos siguientes y se desarrollan para su uso con el método integral para el análisis cinético:


a) velocidad dependiente de [B]
[pic]
[pic]
[pic] Ecuación (1)

b) velocidad dependiente de [B]2

[pic]
[pic]
[pic] Ecuación (2)

c) velocidad dependiente de [A] y [B]
[pic]
[pic]
[pic]

Mediante fracciones parciales:
[pic]

Entonces:
[pic]
[pic]
[pic][pic]
[pic]
[pic] , [pic]
[pic]
[pic]
[pic]Ecuación (3)

Espectroscopia de absorción.
Cada especie molecular tiene la capacidad de absorber su propia frecuencia característica de la radiación electromagnética. Este proceso transfiere energía a la molécula y provoca una disminución en la intensidad de la radiación electromagnética incidente. Fenómeno conocido como la ley deLambert-Beer o simplemente ley de Beer:
[pic]
Donde P0 es la intensidad del rayo incidente y P la intensidad del rayo después de atravesar el blanco. Normalmente la absorbancia no puede medirse como se define en la ecuación anterior porque la solución que e va a analizar debe estar contenida en un recipiente (celda o cubeta). En las paredes de la celda puede haber pérdidas por reflexión ydispersión. Para compensar estos efectos, la energía del haz transmitido por la solución del analito se compara con la energía de un haz que atraviesa una celda casi idéntica que contiene sólo el disolvente del analito o un blanco. De esta manera se obtiene una absorbancia experimental que se acerca mucho a la absorbancia real de la solución.


De acuerdo con la ley de Beer, la absorbanciaestá relacionada linealmente con la concentración (c) de las especies absorbentes y con la longitud de la trayectoria de la radiación (b) en el medio absorbente:
[pic]
Donde (a) es una constante de proporcionalidad llamada absortividad.


Limitaciones de la ley de Beer
La ley de Beer sólo describe el comportamiento de la absorción en soluciones diluidas y, en este...