Estudio cinetico del yodato de potasio







Química Experimental II

Síntesis del yodato de potasio


Práctica:“Determinación de los parámetros cinéticos de una reacción utilizando el método de las velocidades iniciales de Van’t Hoff”.








Wendy Vázquez Sotolongo

Rayko Amaro Hernández

Felipe Alarcón Rosa






Introducción

Objetivos de la práctica
Determinar el orden de una reacción,utilizando el método de las velocidades iniciales de Van’t Hoff.
Plantear la expresión general de la velocidad de una reacción.
Hallar la constante de velocidad, con los datos tomados de la práctica.
Escoger entre varios mecanismos planteados, los posibles para una reacción.

Introducción teórica
Para la realización de esta práctica la reacción que se estudia es:

Dicha reacción posee unmecanismo complejo de varios pasos, debido a que involucra más de 3 moléculas, y el orden de reacción está determinado por el paso lento y la velocidad de la reacción total:

Donde m, n y p son los órdenes de reacción respecto a cada reaccionante los cuales se pueden determinar por el método de las velocidades iniciales de Van’t Hoff.
Para esta práctica las velocidades iniciales se determinarán através de una reacción indirecta que es más rápida que la estudiada:


Cuando el ácido arsenioso se consume los iones triyoduro quedan libres y si a este sistema se le añade almidón previamente se forma el complejo triyoduro-almidón de color azul. La ecuación de la reacción total sería:



De la ecuación anterior se puede observar que cuando todo el ácido arsenioso se consume una tercera partedel yodato se transforma es decir:

Se pueden calcular las velocidades iniciales utilizando la concentración de yodato de potasio y el tiempo que demora en aparecer el color azul producto a la formación del complejo, y la c(IO3-) se puede determinar por volumetría.
















Cálculos:

De acuerdo con las indicaciones de la técnica operatoria, mediante la leyfundamental de la volumetría aplicada a las diluciones se calcularon las concentraciones de cada reactivo para cada experiencia y se determinaron los tiempos de reacción. Estos datos se relacionan en la siguiente tabla.



Experimento I
Experimento II
Experimento III
Experimento IV
H3AsO3
1.5 x10-3 mol/L
1.5 x10-3 mol/L
1.5 x10-3 mol/L
1.5 x10-3 mol/L
KIO3
5 x10-3 mol/L
1.1 mol/L
5 x10-3mol/L
5 x10-3 mol/L
H+
1.3 x10-5 mol/L
1.29 x10-5mol/L
1.17 x10-5 mol/L
2.58 x10-5 mol/L
KI(I-)
0.05 mol/L
0.05 mol/L
0.1 mol/L
0.05 mol/L
Tiempo(seg)
585
282
214
132
V0(mol/L* s)
8.55 x10-6
1.77x10-5
2.34x10-5
3.79x10-5


Cálculo de los órdenes parciales de reacción.

Para la determinación de los órdenes parciales respectivos a cada reaccionante se seleccionaron pares deexperimentos donde la concentración del reactivo cuyo orden parcial se va a determinar sea diferente y los demás sean iguales, de modo que al dividir las expresiones de la ley de velocidad, se obtiene una ecuación exponencial cuya variable es el orden parcial del reaccionante en cuestión. A continuación se muestra en detalle cómo se determinó el orden parcial para el ión yodato, para el resto semuestra solamente la expresión exponencial a la que se llega y los resultados. Nótese que las concentraciones de iones H+ en los tres primeros experimentos se consideraron aproximadamente iguales, por lo que se podrán simplificar al dividir expresiones.

Cálculo del orden respectivo al yodato.

Para la determinación se tomaron los experimentos I y II, con los que se siguió el siguienteprocedimiento:

-Se escribe la expresión de la ley de velocidad para cada experimento en función de la constante específica y de los órdenes parciales conociéndose las concentraciones:

I (5x10-2 mol/L)/214s =k (5x10-3 mol/L)m (0,1 mol/L)n c(H+)p
II (5x10-2 mol/L)/585s = k (5x10-3 mol/L)m (0,05 mol/L)n c(H+)p

Al dividir ambas expresiones se obtiene que:

2,07 = 2m , al aplicar logaritmos se...