Quimica
Páginas: 13 (3164 palabras)
Publicado: 9 de febrero de 2012
CINÉTICA QUÍMICA
RESUMENLa cinética química, estudia las velocidades y mecanismos de las reacciones química. La velocidad de una reacción química es el valor con que un sistema químico evoluciona hacia el equilibrio, que permiten predecir la composición de reacción en cualquier momento. La cinética nos proporciona herramientas para estudiar las velocidades de las reacciones químicas en losniveles macroscópicos y atómicos, lo cual permite el desarrollo de los catalizadores que son sustancias que aceleran dichas reacciones químicas.[1][2]En esta práctica se determinó la velocidad de reacción de la oxidación de yoduro a yodo con persulfato, donde se obtuvo un orden de reacción dos, esta velocidad de reacción se realizó volumétricamente midiendo con tiosulfato el yodo formado.PALABRASCLAVES: Catalizador, Cinética Química, Constante Cinética, Efecto salino, Orden de reacción, Reacción, Temperatura, Tiosulfato, Velocidad, Yodo. | |
1. INTRODUCCIÓN
La cinética química estudia el cambio de una concentración de reactivos y productos con el tiempo.
d (productos)d (reactivos)
La velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de los reactivos. Laconstante de proporcionalidad es la constante cinética k y se utiliza dentro de la expresión cinética
d (productos)dt=k(reactivoA)m(reactivoB)p
Las reacciones químicas poseen un orden de reacción característico el cual es explicado por la molecularidad de ella que se define como el número de moléculas capaces de formar el complejo activado que determina la velocidad de reacción.
La reacción máslenta es la que en general determina la expresión cinética.
El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción puede ser observado en la ecuación de Arrhenius.
kr=Ae-EaRT
El catalizador es una sustancia que solo afecta la expresión cinética de la velocidad de reacción pero no la estequiometria de ella; solo disminuye la energía de activación.
Despreciando el efecto porsoluciones electrolíticas, y utilizando la aproximación de Debye-huckel; se obtiene la siguiente expresión:
logkr=logkThK+ ZAZBI
2. CONTENIDO
PRIMERA SESION:
Se prepararon las diferentes soluciones de yoduro de potasio 0,2 M, persulfato de potasio 0,1 M, tiosulfato de sodio 0,01M y almidón al 25%.
Se mezclaron 50 mL de yoduro de potasio y 50 mL de persulfato de potasio, se agitóconstantemente la solución y cada 5 minutos se tomó una muestra de 10 mL que fue sumergida en un baño de hielo; posteriormente en cada muestra tomada se tituló el yodo formado con tiosulfato, de esta manera los datos obtenidos fueron:
Tiempo de reacción (min) | Vol. de titulante (tiosulfato de sodio 0,01M) | Moles de iodo producido | Molaridadel iodo[M] |
5 | 15,2 | 0,000076 | 0,0076 |
10 | 22,7| 0,0001135 | 0,01135 |
14,44 | 29,1 | 0,0001455 | 0,01455 |
19,47 | 32,4 | 0,000162 | 0,0162 |
24 | 37,7 | 0,0001885 | 0,01885 |
28,08 | 38,8 | 0,000194 | 0,0194 |
32,52 | 42,3 | 0,0002115 | 0,02115 |
Tabla 1. Volumen de titulante utilizado y concentración del iodo.
Para determinar la constante cinética de la reacción, se grafica 1/(a-x) vs. t (tiempo en segundos); siendo a laconcentración inicial y x la fracción del producto formado:
Tiempo (s) | 1/(a-x) (1/M) |
600 | -1,890 |
866,4 | -1,470 |
1168,2 | -1,319 |
1440 | -1,132 |
1684,8 | -1,099 |
Tabla 2. Valores para determinar gráficamente el valor de la constante cinética a 25°C.
Grafica 1. Determinación de la constante cinética de la reacción.
La pendiente de la gráfica anterior equivale a laconstante de reacción k, su valor es 0,0007 1/ [(mol/L)*s].
Para determinar el orden de reacción, se usó el método de vida media, para esto, se tomaron cuatro de las concentraciones anteriores a las cuales se les determinó su tiempo de vida media; al graficar log [Ao] vs. Log t1/2, y mediante la siguiente ecuación, se pudo determinar dicho orden:
logt1/2=1-nlogAo+log2n-1-1KA(n-1)
Donde (1-n)...
RESUMENLa cinética química, estudia las velocidades y mecanismos de las reacciones química. La velocidad de una reacción química es el valor con que un sistema químico evoluciona hacia el equilibrio, que permiten predecir la composición de reacción en cualquier momento. La cinética nos proporciona herramientas para estudiar las velocidades de las reacciones químicas en losniveles macroscópicos y atómicos, lo cual permite el desarrollo de los catalizadores que son sustancias que aceleran dichas reacciones químicas.[1][2]En esta práctica se determinó la velocidad de reacción de la oxidación de yoduro a yodo con persulfato, donde se obtuvo un orden de reacción dos, esta velocidad de reacción se realizó volumétricamente midiendo con tiosulfato el yodo formado.PALABRASCLAVES: Catalizador, Cinética Química, Constante Cinética, Efecto salino, Orden de reacción, Reacción, Temperatura, Tiosulfato, Velocidad, Yodo. | |
1. INTRODUCCIÓN
La cinética química estudia el cambio de una concentración de reactivos y productos con el tiempo.
d (productos)d (reactivos)
La velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de los reactivos. Laconstante de proporcionalidad es la constante cinética k y se utiliza dentro de la expresión cinética
d (productos)dt=k(reactivoA)m(reactivoB)p
Las reacciones químicas poseen un orden de reacción característico el cual es explicado por la molecularidad de ella que se define como el número de moléculas capaces de formar el complejo activado que determina la velocidad de reacción.
La reacción máslenta es la que en general determina la expresión cinética.
El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción puede ser observado en la ecuación de Arrhenius.
kr=Ae-EaRT
El catalizador es una sustancia que solo afecta la expresión cinética de la velocidad de reacción pero no la estequiometria de ella; solo disminuye la energía de activación.
Despreciando el efecto porsoluciones electrolíticas, y utilizando la aproximación de Debye-huckel; se obtiene la siguiente expresión:
logkr=logkThK+ ZAZBI
2. CONTENIDO
PRIMERA SESION:
Se prepararon las diferentes soluciones de yoduro de potasio 0,2 M, persulfato de potasio 0,1 M, tiosulfato de sodio 0,01M y almidón al 25%.
Se mezclaron 50 mL de yoduro de potasio y 50 mL de persulfato de potasio, se agitóconstantemente la solución y cada 5 minutos se tomó una muestra de 10 mL que fue sumergida en un baño de hielo; posteriormente en cada muestra tomada se tituló el yodo formado con tiosulfato, de esta manera los datos obtenidos fueron:
Tiempo de reacción (min) | Vol. de titulante (tiosulfato de sodio 0,01M) | Moles de iodo producido | Molaridadel iodo[M] |
5 | 15,2 | 0,000076 | 0,0076 |
10 | 22,7| 0,0001135 | 0,01135 |
14,44 | 29,1 | 0,0001455 | 0,01455 |
19,47 | 32,4 | 0,000162 | 0,0162 |
24 | 37,7 | 0,0001885 | 0,01885 |
28,08 | 38,8 | 0,000194 | 0,0194 |
32,52 | 42,3 | 0,0002115 | 0,02115 |
Tabla 1. Volumen de titulante utilizado y concentración del iodo.
Para determinar la constante cinética de la reacción, se grafica 1/(a-x) vs. t (tiempo en segundos); siendo a laconcentración inicial y x la fracción del producto formado:
Tiempo (s) | 1/(a-x) (1/M) |
600 | -1,890 |
866,4 | -1,470 |
1168,2 | -1,319 |
1440 | -1,132 |
1684,8 | -1,099 |
Tabla 2. Valores para determinar gráficamente el valor de la constante cinética a 25°C.
Grafica 1. Determinación de la constante cinética de la reacción.
La pendiente de la gráfica anterior equivale a laconstante de reacción k, su valor es 0,0007 1/ [(mol/L)*s].
Para determinar el orden de reacción, se usó el método de vida media, para esto, se tomaron cuatro de las concentraciones anteriores a las cuales se les determinó su tiempo de vida media; al graficar log [Ao] vs. Log t1/2, y mediante la siguiente ecuación, se pudo determinar dicho orden:
logt1/2=1-nlogAo+log2n-1-1KA(n-1)
Donde (1-n)...
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