Estudio CineÌtico De Una ReaccioÌn IoÌnica

Laboratorio II de fisicoquímica

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"ESTUDIO CINÉTICO DE UNA REACCIÓN IÓNICA"

OBJETIVO.
Determinar prácticamente y con precisión el orden total de reacción y la
constante de velocidad de la reacción iónica irreversible del yoduro de potasio
con el persulfato de potasio a temperatura constante.
INTRODUCCIÓN.
La mayoría de las reacciones iónicas son muy rápidas, pero la oxidación de
yoduro a yodocon persulfato de potasio es moderada y, por lo tanto, medible.
Se efectúa la reacción a temperatura constante, y ya que una de las especies
formadas es el yodo, se lleva a cabo el estudio cinético midiendo la cantidad
formada de este elemento.
Para llevar a cabo este estudio se frena la reacción disminuyendo la
temperatura, agregando hielo al
sistema reaccionante; luego se titula con
tiosulfato,que reduce el yodo a yoduro, donde para detectar el punto final de
esta titulación se agrega almidón, el cual proporciona una coloración azul intensa
con el yodo y su desaparición indicará dicho punto final.
FUNDAMENTO.
La ecuación estequiométrica de la reacción es:
2 KI(sol´n) + K2 S2 08(sol´n)

I2(sol´n) + 2K2 SO4(sol´n)

(14)

Aplicando el postulado fundamental de la cinética química, para lavelocidad de
desaparición de reactivos y de formación de productos:
donde k
n1
n2
nT

dC KI
dC K 2 S 2O8
dC I 2
dC K 2 SO 4
= -2
=2
=
= kC KIn1C KN22S 2O 8
dt
dt
dt
dt

(15)

= Constante de velocidad,
= Orden parcial de reacción respecto al KI,
= Orden parcial de reacción respecto al K2 S2 08 ,
= Orden total de reacción = n1 + n2 .

Para evaluar k y nT
se sigue el curso de la reacción cuantificandoel
número de moles de yodo formado a diferentes valores de tiempo; para ello
después de frenar la reacción, se titula con la solución de tiosulfato de sodio.

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Reacción de valoración:
I2(sol´n) + 2 Na2 S2 O3(sol´n)

2 NaI(sol´n) + Na2 S4 O6(sol´n)

(16)

Con los valores de concentración de yodo y del tiempo, se aplicará el método
diferencial para calcular "k" y"nT ". Para esto, considerando la ecuación no.15 y
mediante estequiometría, es posible obtener una expresión para la velocidad de
reacción en función solo de la concentración de una de las especies, KI por
ejemplo, esto es:
-

dC KI
dC I 2
=2
= kC KIn1 [ f (CKI )]n 2
dt
dt

(17)

por tanto

dC I 2
= k ʹ′[g (CKi )](n1+ n 2 )
dt

(18)

donde f (CKi ) = Concentración de K2 S2 O8 en función de laconcentración del
KI.
k
k ʹ′ = Pseudoconstante de velocidad = ,
2

[g (CKi )](n1+ n2) = CKIn1 [ f (CKI )]n 2
Expresando la ecuación no. (18) en forma logarítmica

⎛ dC ⎞
ln⎜ I 2 ⎟ = ln k ʹ′ + nT ln[g (CKI )]
⎝ dt ⎠

(19)

Para llegar a establecer los valores de " k " y " nT " es necesario conocer
dC I 2
primeramente los correspondientes a g (CKI ) y
; el primero de ellos se
dt
evalúadirectamente a partir de los datos experimentales. Para encontrar los
valores de velocidad es necesario un poco más de trabajo: elaborar una gráfica
de CI 2 contra tiempo, cuya forma típica es:

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Cyodo

pendiente =

dC I 2
dt

Tiempo
Con el diagrama anterior es posible obtener una serie de valores diferentes de
velocidad de reacción para diferentes valores de tiempo. Portanto, si graficamos
⎛ dC ⎞
ln⎜ I 2 ⎟ contra ln[g (CKI )] resultará una recta con una pendiente igual al orden
⎝ dt ⎠
total de reacción y una ordenada al origen igual a ln k ʹ′ :

⎛ dC ⎞
ln⎜ I 2 ⎟
⎝ dt ⎠

pendiente = nT

ln

k
2

ln[g (CKi )]

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO.
No hay equipo especial, solo material de vidrio.
REACTIVOS.
Solución acuosa de KI 0.2 M.
Solución acuosa de K2S2O8 0.1M.
Solución acuosa de Na2S2O3 0.01 M.
Solución acuosa de almidón al 3%.
Hielo.

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MATERIAL Y EQUIPO.
1 Baño de temperatura constante, si la reacción se lleva a cabo a una temperatura
diferente de la ambiente.
2 Matraces de aforación de 100 mL.
2 Vasos de precipitados de 250 mL.
1 Tapón sin horadar para matraz Erlenmeyer de 250 mL.
6 Matraces Erlenmeyer de 250...