Examen de fisicoquimica i

NOMBRE: Rodimiro Valdovinos Pérez No. de Control: 07560518

Problema 1

La vida media de cierta reacción de primer orden es de 35 minutos.
a) Calcúlese la constante de velocidad de la reacción.
b) ¿Qué fracción de reactivo permanece después de 70 minutos?

Solución:
a)
t1/2=In2k
k=In 2 t12=In 235=0.01980 min-1
b)
k=InCAOCAt
CA=CA0ekt=1e0.0198070=0.25 mol

Problema 2Se han estudiado las reacciones en fase liquida del 1-fenilpropino (A) y el cloruro 2,4-dinitrobencensulfonilo (B) el soluciones de cloroformo a 51ºC. Los productos principales de la reacción son: 1-fenil-trans-1-cloro-2-(2,4 dinitrotiofenilo) propeno (C) y 1-fenil-trans-2-cloro-1-(2,4 dinitrotiofenilo) propeno (D). La estequiometria de la reacción puede representarse como sigue:

K1
94%
A+ B C


K2
6%

A + B C

Empleando concentraciones equimolares de los reactantes A y B, los autores obtuvieron los sig. datos:

t(kseg) | 0.0 | 16.2 | 21.6 | 32.4 | 37.8 | 86.4 | 99.0 | 108.0 |
A | 0.181 | 0.141 | 0.131 | 0.119 | 0.111 | 0.0683 | 0.0644 | 0.0603 |

Considerando que las expresiones de velocidad para ambas reacciones son idénticas excepto por los valores delas constantes especificas de velocidad y que el orden de reacción es un entero, determine el orden global de reacción (1 y 2) y las constantes k1 y k2.

Solución:

Equimolar: nA=nB ; CA=CB

-dCAdt=(K1+K2)CαCβ

-dCAdt=(K1+K2)C(α+β)

1er Caso: α+β=1 ; 1er Orden

2do Caso: α+β=2 ; 2do Orden

1er Caso:

-dCAdt=K1+K2CA ; lnCACA0=-(K1+K2)t

K1K2=946 ; K2=694K1
Sustituyendo:

lnCACA0=-(K1+694 K1)t ; lnCACA0=-(10094 K1)t

-10094(t) lnCACA0=K1 ; K1=-0.94tlnCACA0

K1 | 0.01449 | 0.01406 | 0.01216 | 0.01215 | 0.0106 | 9.81x10-3 | 9.56x10-3 |

K1=0.0118 kseg-1

K2=6K194 ; K2=6(0.0118)94

K2=7.53x10-4kseg-1

2do Caso:

-dCAdt=(K1+K2)CACB

K1K2=946 → K2=694 K1

-dCAdt=(K1+694 K1)CACB

-dCAdt=5047K1CACB

-dCAdt=5047 K1CA2

1CA-1CA0=5047K1t

K1=1CA-1CA047501t→ K1=i=0nKi n

K2=694 K1

t(kseg) | 0.0 | 16.2 | 21.6 | 32.4 | 37.8 | 86.4 | 99.0 | 108.0 |
A | 0.181 | 0.141 | 0.131 | 0.119 | 0.111 | 0.0683 | 0.0644 | 0.0603 |
k | | 0.0909 | 0.0917 | 0.0835 | 0.0866 | 0.0991 | 0.0949 | 0.0962 |

K1=0.09184 kseg-1
K2=694(0.09184 kseg-1)

K2=5.862 x 10-3 kseg-1

Problema3

Se realiza una seria de experimentos donde se va a estudiar el efecto de la variación de la concentración de uno de los reactivos, manteniendo la concentración del otro constante para la reacción de oxidación del ión yoduro (i´) con el ión persulfato o peroxidisulfato (S2O8):
K2S2O8 + 2KI K2SO4 + I2

La ecuación cinética de esta reacción puede plantearse como:

r=k[I-]α[S2O8-2]β

si sellevan a cabo dos corridas experimentales a una temperatura dada, en el que solo una concentración inicial se varia, por ejemplo la del yoduro, se tendrá para el primer experimento:
r1=k[I-]1α[S2O8-2]β

a) DETERMINACIÓN DEL ORDE DE REACCIÓN CON RESPECTO AL YODURO.
No. Exp. | [KI] inicial | [K2S2O8] inicial | [KI] final | Tiempo (seg) |
1 | 0.4M | 0.4M | 0 | 115 |
2 | 0.2M | 0.4M | 0| 248 |
3 | 0.1M | 0.4M | 0 | 458 |

b) DETERMINACIÓN DEL ORDEN DE REACCIÓN CON RESPECTO AL PEROXIDISULFATO O PERSULFATO
No. Exp. | [KI] inicial | [K2S2O8] inicial | [KI] final | Tiempo (seg) |
1 | 0.4M | 0.4M | 0 | 75 |
2 | 0.4M | 0.2M | 0 | 172 |
3 | 0.4M | 0.1M | 0 | 302 |

1. Calcular la velocidad de reacción para cada experimento.
2. Determinar el valor del orden dereacción para el yoduro a partir de los resultados obtenidos en los experimentos 1 a 3, relacionando las velocidades de reacción a diferentes concentraciones iniciales del reactivo que no se mantiene constante.
3. Determinar el valor del orden de reacción para el persulfato de la misma forma que en el caso anterior, pero utilizando los datos de los experimentos 4 a 6.
4. Determinar el...