INFORME LAB N 5


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica

OBJETIVOS


Tener en cuenta las experiencias del laboratorio anterior en el uso del colorímetro y la medición de la transmitancia.
Observar el comportamiento de la cinética de reacción para el cobre.
Calcular la concentración del cobre según va reaccionando.
Con los resultados obtenidos, analizar gráficasy comprobar las relaciones, de Absorbencia, Trasmitancia y concentración.




















FUNDAMENTO TEORICO

Conceptos básicos de cinética química
El estudio de una reacción química puede hacerse desde el punto de vista termodinámico o desde el cinético. El estudio termodinámico permite conocer la posición en la cual la reacción alcanzará el equilibrio. Cuantitativamente la posición deequilibrio viene definida por la constante de equilibrio, que representa el cociente de las actividades de productos y reaccionantes:        
A + B ↔ C + D           K = aC x aD
aA x aB
El valor de la constante es una indicación de la extensión en la que se producirá la reacción. Sin embargo, no da ninguna información relacionada con la duración delproceso. Los criterios termodinámicos no incluyen la variable tiempo, puesto que sólo consideran la diferencia de propiedades del sistema entre los estados inicial y final y, por lo tanto, no se ocupan de la velocidad a la que tiene lugar la reacción ni los estados intermedios por los que transcurre. Debido a ésto, existen procesos termodinámicamente espontáneos que no se producen a velocidadapreciable o que lo hacen a velocidades muy pequeñas.
H2 + 1/2 O2 ↔ H2O         ∆G = - 198 Kj / mol








Mecanismos de reacción
Desde el punto de vista termodinámico, en una reacción química, los reactivos constituyen el estado inicial y los productos el estado final. Al pasar del estado inicial al estado final, se produce un cambio de la energía libre. Cuando el cambio es negativo se dice que lareacción es espontánea y no existe ningún impedimento termodinámico para que la reacción se produzca, sin embargo este enfoque sólo tiene en cuenta las propiedades de reactivos y productos aislados, no incluye los posibles obstáculos que puedan existir durante la reacción. Consideremos la siguiente reacción:

AB + C ↔ A + BC

La formación del nuevo enlace B-C requiere que las moléculas de losreactivos AB y C se acerquen a distancias lo suficientemente cortas para permitir un solapamiento eficaz de sus orbitales. Sin embargo, la disminución de la distancia comporta un aumento de la repulsión entre las nubes electrónicas. Para vencer la repulsión, las moléculas de los reactivos deben acercarse con suficiente energía cinética. El proceso global se puede esquematizar en la forma:

AB + C    ↔     A···B···C     ↔     A + BC

Puesto que para formar el complejo activado los reactivos deben vencer las fuerzas de repulsión, la energía del complejo activado es más alta que las energías de los reactivos y de los productos.



Ecuación de velocidad y orden de reacción
La extensión en la cual ha progresado una reacción se conoce como grado de avance de la reacción, E, para reacciones avolumen constante puede definirse como:
E =     Ci (t) - Cio
    ri
En esta expresión Ci (t) es la concentración del componente i que hay en el tiempo t, Cio la inicial y ri el coeficiente estequiométrico con su signo, positivo para productos y negativo para reactivos. El grado de avance es independiente de la especie que se mida, por ello la velocidad de reacción se puede definir comola variación del grado de avance con el tiempo:
d E =  1  x  dCi (t)
dt   ri   dt

La expresión que relaciona la velocidad de reacción con las concentraciones de los compuestos que toman parte en ella denomina ley de velocidad o ecuación de velocidad. En el caso de un proceso elemental, la velocidad es proporcional al producto de las concentraciones de los reactivos elevadas a sus...