REACCION ION PERSULFATO

PRÁCTICA 12
CINÉTICA QUÍMICA I: DETERMINACIÓN DEL ORDEN DE REACCIÓN Y DE LA
CONSTANTE DE VELOCIDAD
OBJETIVOS.
• Estudiar la cinética de una reacción química por el método de las velocidades
iniciales.
• Determinar los órdenes parciales de reacción y la constante de velocidad de un
proceso químico.
FUNDAMENTO TEÓRICO
La cinética química se ocupa del estudio de las velocidades de reacción(que
dependen, entre otros factores, de la naturaleza y de la concentración de los reactivos,
la temperatura y la presencia de catalizadores) así como de la trayectoria seguida en
la reacción para pasar de los reactivos a los productos. En esta práctica vamos a
incidir primordialmente en el primer apartado y por ello nos detendremos en repasar
los conceptos relativos a la velocidad dereacción.
Es muy importante hacer notar que dicha velocidad se define como el índice de
cambio con el tiempo de algún reactivo o producto que interviene en la reacción
estudiada; la expresión que da la velocidad de la reacción como función de la
concentración de cada una de las sustancias que influyen en ella, se llama Ley de
velocidad de reacción.
Esta ley debe determinarse experimentalmente ya queno es posible deducirla
a partir de la ecuación estequiométrica. La forma habitual de expresarla es por medio
de una ecuación en la que aparece una constante, llamada constante de velocidad,
multiplicada por la concentración de varias especies elevadas a un exponente, llamado
orden.
Cualquier estudio cinético incluye la determinación de la concentración de una
o más de las especiesinvolucradas en la reacción en un momento dado y a una
temperatura determinada.
En esta práctica se va a estudiar la reacción del ión persulfato con el yoduro en
medio acuoso. Dicho proceso puede escribirse de acuerdo a la siguiente relación
estequiométrica:
2
(1)
S 2 O 8− (ac ) + 2I− (ac ) → I2 (ac ) + 2SO 2− (ac )
4
En realidad se producen iones triyoduro al disolverse el yodo en la disoluciónde yoduro alcalino, con lo que la reacción sería:
2
−
(1*)
S 2 O 8 − (ac ) + 3I − (ac ) → I3 (ac ) + 2SO 2− (ac )
4
No hay método sencillo para determinar el avance de la reacción directamente.
Para resolver esta dificultad utilizaremos las reacciones secundarias acopladas,
mucho más rápidas que la muestra de estudio, que se conoce con el nombre
reacciones reloj, que transcurrensimultáneamente a la reacción principal objeto de
estudio y que sirven para poder detectar la aparición de un punto final observable, con
la vista, mediante un cambio brusco de color.
2
I2 (ac ) + 2S 2 O 3 − (ac ) → 2I − (ac ) + S 4 O 2− (ac )
6

(2)

I2 + almidón → Complejo azul de yodo

(3)

El yodo que aparece como producto de la reacción principal (1), se consume
junto al tiosulfato en lamuy rápida reacción de oxidación de ión a tetrationato (2).
Cuando se ha consumido todo el tiosulfato, el I 2 en exceso colorea la disolución
formando un complejo azul con el almidón. En el esquema 1, que se muestra a
continuación, quedan reflejadas estas reacciones.

Mezcla de
reactivos

Comienza
la reacción

¿Queda

Reacción 1
(Se consume I- y se
produce I2)

No

=
S2 O 3 ?Se produce el
complejo
I2- almidón

Si

Reacción 2
(Se produce I )

Esquema 1
Ya que salvo en el caso de mecanismos de reacción complejos la velocidad de
la reacción no está influenciada por la concentración de los productos, la ecuación o
ley de velocidad de la reacción objeto de estudio puede escribirse como:
n
m
v = k S O 2 −   I − 
 2 8   

  

(4)Emplearemos el denominado método de las velocidades iniciales para la
determinación de órdenes de reacción que consiste en medir la velocidad al comienzo
de la misma, cuando los reactivos se han consumido menos del 5-10%. En este caso,
las concentraciones de los reactivos pueden considerarse constantes y
aproximadamente iguales al valor de las concentraciones iniciales. Para conseguir
este...