Simulacion cinetica

SIMULACIÓN CINÉTICA

Indice

I.

Introducción.

II.

Objetivos.

III.

Fundamento teórico.

IV.

Material utilizado.

V.

Procedimientos.

VI.

Datos experimentales.

VII.

Resultados y análisis.

VIII.

Cuestiones.

IX.

Conclusiones.

X.

Bibliografía.

I.

Introducción

A primera vista parece que no hay ninguna relación entre una reacciónquímica en la que unas moléculas desaparecen y una experiencia con monedas en la que estas cambian de cara a cruz. Sin embargo, esta práctica con monedas permite llevar a cabo una simulación de reacciones químicas de manera muy sencilla y económica, ya que no requiere reactivos ni equipamiento. Se trata del proceso irreversible: CARA -> CRUZ En este proceso los alumnos deben lanzar un número determinadode monedas y contar el número de caras que quedan en cada tirada, retirando las cruces que aparezcan. De esta forma se va a simular la reacción elemental A -> X que describe muchos procesos reales, como descomposiciones térmicas y desintegraciones radiactivas, de gran interés. Algunos conceptos importantes de la cinética química como son el orden, constante de velocidad, determinación de laecuación de velocidad y la ecuación integrada de velocidad, son estudiados mediante esta experiencia.

II.

Objetivos

Con esta práctica se pretende alcanzar una serie de objetivos: • Aprender conceptos esenciales de la cinética química.

• Aprender a determinar experimentalmente parámetros clave de la cinética de las reacciones químicas (orden y constante de velocidad). • Mejorar la capacidadde presentación de resultados experimentales.

III.

Fundamentos Teóricos

El objetivo de la cinética química es medir las velocidades de las reacciones químicas y encontrar ecuaciones que relacionen la velocidad de una reacción con variables experimentales. La velocidad de una reacción depende, sobre todo, de la temperatura y las concentraciones de las especies utilizadas en la reacción.En las reacciones simples, como la que estudiamos aquí, la velocidad de reacción solamente es afectada por la concentración de los reactivos. Para expresar de qué depende la velocidad de un proceso se puede utilizar la ecuación diferencial de velocidad. La variación de la concentración, o el número de unidades de una especie durante el proceso, se determina mediante la ecuación integrada develocidad. Estas ecuaciones tienen un parámetro en común: el orden cinético. Es fundamental en ambas, pues determina la forma en la que varía el número de unidades de una especie con el tiempo en el curso de la reacción química. La reacción que vamos a estudiar, como ya se ha señalado antes, es elemental, por lo que solo va a existir un orden, que determina como varia con el tiempo la concentración de A(numero de caras, en nuestra simulación). En el caso que el orden de la reacción sea 0, la ecuación integrada de velocidad es ������ = ������������ − ������������ donde ������ es la concentración de A en cualquier instante y ������������ es la concentración inicial de A en el experimento. Suponiendo que el volumen es constante, podemos decir que ������ = ������������ − ������������ donde ������es el número de unidades de A en cualquier instante y ������������ es el número inicial de A en el experimento. En caso de orden 1, las ecuaciones serian: ������ = ������������. ������ −������������ o bien ������������ ������ = ������������ ������������ − ������������

Si el orden es 2, la ecuación es:

1 1 = + ������������ ������ ������������ El número de unidades de A que tenemos encualquier instante del experimento podemos averiguarlo mediante estas ecuaciones, si conocemos el orden y la constante específica. En caso de no conocer el orden cinético podemos averiguarlo mediante representación grafica de los datos obtenidos experimentalmente N-t. El orden de la reacción será 0 si la grafica coincide con una recta y la constante k la podremos determinar a partir de la curva N-t. Si...