quimica

Práctica 1.
Estudio termodinámico y cinético de la descomposición del peróxido de hidrógeno
Objetivo
En esta práctica se pretende, en primer lugar, mediante un método calorimétrico, determinar la entalpía
de la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno catalizada por el ion Fe(III). En segundo
lugar, estudiar la cinética de descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno,determinando la
constante de velocidad de la reacción en presencia y en ausencia de catalizador.
Palabras Clave
Primer Principio. Termoquímica. Calor y Entalpía de reacción. Calorimetría. Calorímetro Dewar.
Capacidad calorífica y calor específico. Cinética química. Velocidad de reacción. Constante de
velocidad. Catálisis homogénea.
Introducción
La descomposición del peróxido de hidrógeno tienelugar según la reacción:
H 2O 2 → H 2 O + 1 O 2
[1]
2
Esta reacción es exotérmica, de manera que la temperatura de la mezcla de reacción se eleva en una
magnitud proporcional a la cantidad de peróxido de hidrógeno que reacciona. Para asegurar que la
reacción transcurre rápidamente, se añade un catalizador y el calor producido puede determinarse
mediante el cambio de temperatura de la masareaccionante en un calorímetro Dewar, una vez conocido
el equivalente en agua del calorímetro, W.
La proporcionalidad entre el calor, q, y el cambio de temperatura de la masa reaccionante, ∆T, se
expresa como:
q = mce ∆T
[2]
-1
-1
donde ce es el calor específico (1 cal g ºC para disoluciones acuosas diluidas).
Si el proceso tiene lugar a presión constante:
qP = ∆ r H
[3]
por lo que:
∆r H + mce ∆T + W ∆T = 0
[4]
La velocidad de un proceso químico depende de varios factores, tales como la concentración de
reactivos y productos, temperatura, presencia de catalizadores, como MnO2 o FeCl3, etc.
A 25ºC, en medio ácido y a concentraciones de catalizador bajas o moderadas, la reacción puede
seguirse mediante una volumetría redox, utilizando permanganato potásico como agentevalorante para
determinar la concentración de H2O2 a partir de alícuotas tomadas a diferentes intervalos de tiempo.

Cuestiones previas
- ¿Por qué es necesario que la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno transcurra
rápidamente para obtener una medida precisa de ∆rH?
- Indíquense qué aproximaciones deben realizarse para obtener la entalpía de descomposición del
peróxido dehidrógeno a partir de la ecuación [2].
- Escríbase la reacción entre el peróxido de hidrógeno y el permanganato potásico.
Parte experimental. Material, Reactivos y Procedimiento
Material y Reactivos
Calorímetro Dewar y termómetro. Un matraz aforado de 250 mL, dos de 100 mL, uno de 500 mL, uno
de 1 L y uno de 50 mL. Una bureta de 50 mL con soporte. Dos matraces erlenmeyer de 250 mL y uno
de 100 mL.Peróxido de hidrógeno, permanganato potásico, ácido sulfúrico y cloruro férrico.

Procedimiento
Estudio termodinámico:
El primer experimento va encaminado a la obtención del equivalente en agua del calorímetro, W. Para
ello se colocan 100 mL de agua destilada en el calorímetro Dewar perfectamente limpio y seco y una
vez estabilizada y medida la temperatura, se añaden otros 100 mL de aguapreviamente calentados hasta
una temperatura aproximada de 50-60ºC. Debe medirse la temperatura del agua caliente justamente
antes de verterla en el calorímetro. Se tapa el calorímetro y se agita la mezcla controlando el cambio de
temperatura y, cuando ésta se estabilice, se anota su valor. Es preciso que, una vez añadido el
catalizador, el calorímetro Dewar quede bien cerrado lo más rápidamenteposible para evitar pérdidas de
calor.
Se preparan 250 mL de disolución de H2O2, tomando 25 mL de la disolución de H2O2 de partida (3033% p/v), y 50 mL de disolución de Fe(NO3)3 0.5 M. Antes de preparar la disolución de peróxido de
hidrógeno debe conocerse la concentración exacta de la disolución de partida, valorando 0.5 mL de ésta
con permanganato potásico 0.05 M en medio ácido sulfúrico...