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VII Semana de la Ciencia y la Tecnología 12-16 de noviembre de 2007

Reacción reloj
Una reacción reloj es una reacción química en la que un cambio de color súbito marca el final de la transformación de los reactivos en productos. El tiempo que transcurre hasta el final de la reacción depende de la concentración de las especies químicas implicadas en la misma. Este tipo de reacciones sonmuy utilizadas en el estudio de la cinética de las reacciones químicas, es decir, para conocer a qué velocidad tiene lugar una transformación química. Uno de los factores que afecta a esta velocidad es la concentración de los reactivos. Para una reacción del tipo: A + B → productos la expresión matemática que recoge esta dependencia es: v = k [A]a [B]b donde v es la velocidad de reacción, k es laconstante de velocidad, y [A] y [B] son las concentraciones de los reactivos. El exponente a se llama orden de la reacción con respecto a A y el exponente b, orden de la reacción con respecto a B. La suma a + b se conoce como orden total de la reacción. Estos exponentes se determinan experimentalmente. En este experimento vamos a utilizar productos comerciales que se pueden adquirir en una farmaciay en una droguería. Como instrumentos de medida utilizaremos jeringuillas hipodérmicas. ¡Anímate a realizar el experimento en tu casa!. Jugando con las concentraciones de los reactivos podrás observar cómo varía el tiempo que la reacción tarda en llegar a su punto final.

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Tic-Tac-Toc, con vitamina C hacemos un reloj

Explicación teórica
En este experimento, se va aestudiar la cinética de la siguiente reacción química: 2 H+ (aq) + 2 I– (aq) + H2O2 (aq) → I2 (aq) + 2 H2O (l) (reacción 1) El reactivo yoduro (I–) se genera a partir de yodo molecular (I2) añadiendo vitamina C (ácido ascórbico, C6H8O6) a tintura de yodo disuelta en agua. La tintura de yodo contiene yodo molecular (I2) y yoduro de sodio disueltos en etanol y agua. I2 (aq) + C6H8O6 (aq) → 2 H+ (aq)+ 2 I– (aq) + C6H6O6 (aq) (reacción 2) Al añadir el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno, H2O2) a la mezcla de vitamina C y tintura de yodo, se inicia la reacción 1. La reacción 2 consume el yodo molecular formado en la reacción 1 tan pronto como éste se produce, por lo que la concentración de I2 se mantiene muy baja a lo largo del tiempo. Cuando toda la vitamina C se ha consumido en la reacción2, la concentración de I2 aumenta considerablemente en la disolución y se forma un compuesto de yodo con almidón de color azul oscuro, que marca el final de la reacción química.

Procedimiento experimental
Materiales • Obtener en casa o 5 vasos pequeños (100 ml) o 2 vasos grandes (200 ml) o 2 cucharillas de postre o Agua del grifo o Rotulador indeleble o Cronómetro • Adquirir en una farmacia o3 jeringuillas hipodérmicas de 5 ml. o 2 jeringuillas hipodérmicas de 10 ml o Tintura de yodo o Sobres de 1000 mg de ácido ascórbico (vitamina C) Página 2 de 5  

 

o Agua oxigenada (peróxido de hidrógeno 3% masa/volumen) • Adquirir en una droguería o Almidón en polvo Nosotros hemos probado la reacción con los siguientes productos comerciales: • • • • Tintura de yodo “Pérez Giménez”. Sobresde vitamina C “Cebion 1000” (Merck) Agua oxigenada (peróxido de hidrógeno 3% masa /volumen) Almidón en polvo “CATIRE” (Thomil)

Procedimiento

1.

Etiqueta los vasos con un rotulador indeleble: i. Primer vaso pequeño: “A: mezcla vitamina C + tintura de yodo” ii. Segundo vaso pequeño: “B: mezcla H2O2 + almidón” iii. Tercer vaso pequeño: “Vitamina C” iv. Cuarto vaso pequeño: “H2O2” v. Quintovaso pequeño: “Almidón” vi. Primer vaso grande “Agua” vii. Segundo vaso grande: “Residuos”

2.

Etiqueta las jeringuillas: i. Primera jeringuilla de 5 ml: “Vitamina C” ii. Segunda jeringuilla de 5 ml: “Tintura de yodo” iii. Tercera jeringuilla de 5 ml: “Almidón” iv. Primera jeringuilla de 10 ml: “Agua” v. Segunda jeringuilla de 10 ml: “H2O2”

3.

Desecha la aguja hipodérmica de las...