1
Scientia et Technica Año XVIII, No xx, Mesxx de Añoxx. Universidad Tecnológica Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701
[ ] Reaction kinetics [ ] Cinética del
Marcela Patricia Gómez Rojas: Alejandro Marín Arcila
Escuela de tecnología química, Universidad Tecnologica de Pereira, Pereira, Colombia Correo-e:
[email protected] [email protected]
a 25ºC tiempo
Resumen —
absorbancia
Palabr as clave — Abstract — . Key Word —
I.
INTRODUCCIÓN
II. CONTENIDO II.I METODOLOGIA [ ] se En primer lugar, el complejo obtuvo al evaporar 250mL de una solución acuosa de cobalto en presencia de peróxido de hidrogeno y etilendiamina, a la que se le añadió un exceso HCl para formar el enlace coordinado con el cloro, resultando en un complejo octaédrico. Con el complejo formado se preparo una solución acuosa que se mantuvo en agua a 10±2ºC para evitar que el complejo sufriera sustitución de sus ligantes, ya que la reaccion del trans-diclorobis(etilenodiamina)cobalto(III) con agua forma un complejo de trans aquoclorobis(etilenodiamina)cobalto(III) aquoclorobis(etilenodiamina)cobalto(III) Esta reaccion de desaparición del transdiclorobis(etilenodiamina)cobalto(III) se evidencio y acompaño por medio de un fotómetro, mediantes sus absorbancias a 605nm ya que esta con el tiempo va disminuyendo teniendo asi un comportamiento de la velocidad de reaccion.
Donde:
[ ] [ ] ] [ ] ] [ ] ] [ ]
Inicialmente se obtuvieron los siguientes datos a diferentes temperaturas de 25,35 y 45ºC.
Fecha de Recepción: (Letra Times New Roman de 8 puntos) Fecha de Aceptación: Dejar en blanco
0
0,267
1
5
0,244
0,9138577
10
0,217
0,8127341
15
0,21
0,7865169
20
0,195
0,7303371
25
0,189
0,7078652
30
0,188
0,7041199
35
0,188
0,7041199
40
0,184
0,6891386
45
0,184
0,6891386
Chart Title ) ∞ _ − 0 _ ( / ) ∞ _ −
_ (
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
II.II RESULTADOS la absorbancia que marca a diferentes medidas de tiempo pueden ser expresadas en concentración de aparición del complejo sustituido por agua o de la desaparición del complejo clorado, de la siguiente forma:
10
20
30
tiempo (min)
a 25ºC tiempo
absorbancia
0
0,17
1
5
0,155
0,9117647
10
0,14
0,8235294
15
0,125
0,7352941
40
50
Scientia et Technica Año XVIII, No xx, Mesxx de Añoxx. Universidad Tecnológica de Pereira.
2 20
0,111
0,6529412
45
25
0,095
0,5588235
30
0,081
0,4764706
35
0,065
0,3823529
40
0,064
0,3764706
1.2
45
0,063
0,3705882
1
0,04
0,3361345
Chart Title
0.8 0.6
Chart Title ) ∞ _ − 0 _ ( / ) ∞ _ −
_ (
0.4
1.2
0.2
1
0
0.8
y = -0.0151x + 0.9694 R² = 0.9707 0
0.6 0.4 0.2 0 0
10
20
30
40
50
10
1.2
A 25ºC tiempo
1 e 0.8 l t i T 0.6 s i x A0.4
0.2 0 20
30
tiempo (min)
a 25ºC tiempo
absorbancia
40
50
Los valores de k se obtuvieron de los coeficientes angulares de las líneas rectas de la Figura y se muestran en la Tabla, a las correspondientes temperaturas estudiadas.
Chart Title
10
30
Las constantes de velocidad para cada temperatura se determinaron gráficamente de frente al tiempo. Por lo tanto, se determinaron los valores de k De la pendiente de la línea, de acuerdo con la ecuación de orden uno:
tiempo (min)
0
20
40
50
0
0
5
-0,0816
10
-0,20735
15
-0,24014
20
-0,31425
25
-0,3455
30
-0,35081
35
-0,35081
0
0,119
1
5
40
-0,37231
0,111
0,9327731
10
45
-0,37231
0,101
0,8487395
15
0,083
0,697479
20
0,07
0,5882353
25
0,067
0,5630252
30
0,062
0,5210084
35
0,058
0,487395
40
0,054
0,4537815
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3
1
-0,164
1,5
-0,36028
2
-0,53063
-0.1
2,5
-0,57443
-0.2
3
-0,65199
3,5
-0,71868
4
-0,79014
4,5
-1,09024
Chart Title 0 0
10
20
30
40
50
-0.3 -0.4 y = -0.0078x - 0.0872 R² = 0.8204
-0.5
Chart Title
A 35ºC tiempo 0
0.2 0 -0.2
0
5
-0,42627
25
-0,58192
30
-0,74135
35
-0,96141
40
-0,97692
45
-0,99266
3
5
y = -0.2248x + 0.0109 R² = 0.9677
-1 -1.2
con los valores de k, se contruye el gráfico del logaritmo natural de K frente a la inversa de la temperatura para determinar la energía activación de acuerdo con la ecuación de Arrhenius:
Chart Title
T/ºC
0.2 0 -0.2 0
4
-0.8
-0,30748
20
2
-0.6
-0,19416
15
1
-0.4
-0,09237
10
0
10
20
30
40
50
25 35 55
1/T 0,003354 0,003245 0,003047
k/10-5s-1
0,0078 0,0248 0,2248
lnk -4,8536315 -3,6969116 -1,4925441
-0.4
Chart Title
-0.6 -0.8 y = -0.0248x + 0.0294 R² = 0.9774
-1 -1.2
0.0000000 0.003 -1.0000000
0.0031
0.0032
0.0033
-2.0000000
A 55ºC tiempo
-3.0000000
-4.0000000 -5.0000000
0
0
0,5
-0,06959
-6.0000000
____________________________ 1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos
y = -10984x + 31.971 R² = 0.9999
0.0034
Scientia et Technica Año XVIII, No xx, Mesxx de Añoxx. Universidad Tecnológica de Pereira.
4
Los valores de la constante de velocidad de reaccióndel transdicloro-bis (etilendiamina) cobalto (III) a varias temperaturas. Finalmente despejando de la expresión anterior la energía de activación de la reacción es 91,32KJ/mol. II.III ANALISIS DE RESULTADOS A medida que va pasando el tiempo y que la solución de es sometida a diferentes temperaturas y a la luz ultravioleta, esta debe de ir transformándose en [ ], por lo cual cada vez que se tomó la medida la absorbancia esta se hacia menor. Por ello la solución del complejo muestra un comportamiento donde comienza a haber una disminución de su concentración, es decir una desaparición. Por tanto puede expresarse como:
[ ]
=k
De la cual se puede explicar porque las constantes obtenidas son negativas, ya que estas explican la desaparición del complejo en estudio, también se puede evidenciar que Al incrementar la temperatura la velocidad de la reacción aumenta, dado que un aumento de la temperatura favorece los choques efectivos entre las moléculas, habiendo, además, más moléculas de reactantes que poseen la energía suficiente para formar el complejo activado. En general, un aumento de temperatura de 10ºC se traduce en un aumento de la velocidad cercana al doble de su valor original, por ello se observa que las absorbancias eran menores a medida de se aumentaba la temperatura, debido al aumento de velocidad de la desaparición del complejo [ ] , durante el estudio de las velocidades a diferentes temperaturas se pudo confirmar mediante los diferentes coeficientes de correlacion que esta reaccion obedece a una de orden 1, ya que estos estan muy cercanos a la unidad.
| |
Esto indica que el estudio realizado y la metodología utilizada es reproducible y fácil de realizar proporcionando unos buenos resultados, que pueden minimizarse con el uso de mejores equipos. 1. Escriba las Reacciones de la práctica. CoCl2.6H2O +2(en)+ HCl+ H2O2 [Co (en) 2Cl2] Cl [Co (en)2 Cl2]+ + H2O
[Co
(en)2 Cl (H2O)]+2 + Cl-
2 Escriba la estructura de CoCl2.6H2O complejo, transporte [Co (en) 2Cl2] Cl y el compuesto final obtenido.
3 ¿Cuál es el papel de H2O2 en la reacción química?
Todo esto puede llegarse a realizar debido a que mediante la variación de los ligandos unidos al átomo de cobalto central, los cambios en la cinética de isomerización pueden ser dilucidado.
El cobalto presenta un numero de coordinación 6, el CoCl2 se encontraba trabajando como Co2+ antes de que se llevara a cabo la reacción y después su carga cambio a Co3+ esto quiere decir que hubo una oxidación al hacerlo reaccionar con el agua oxigenada.
Los valores de la constante de velocidad de reacción del transdicloro-bis (etilendiamina) cobalto (III) a varias temperaturas y su calculo de la energía de activación muestran un porcentaje de error igual a:
Como se puede observar el reactivo que limita la cantidad de producto que puede formarse es el CoCl2 por lo que las cantidades de etilendiamina se emplearon en exceso para asegurar que reaccionara la mayor parte del CoCl2 de la misma manera que el agua oxigenada para lograr la oxidación del cobalto.
| |
4 ¿Cuál es la función de HCl en la reacción química?
Scientia et Technica Año XVIII, No xx, Mesxx de Añoxx. Universidad Tecnológica de Pereira.
5
Deshidratar el CoCl2.6H2O. En este caso, se termina con una esfera de iones de cloro y una solución azul. Pero esto requiere más HCl que la estequiometría indica. 5 ¿Cuál es el número de oxidación y la coordinación del ion central CoCl2.6H2O en el complejo, trans [Co (en) 2Cl2] Cl y Complejo final? Complejo
trans
[Co
(en)
2Cl2]
6. ¿La constante de velocidad de la reacción varía con la temperatura? en
las ecuaciones
C
O H3N
O
CoIII
Cl
En número de coordinación es 6 debido a que el etilendiamina es bidentado. Núm. de coordinación= 6 Estado de oxidación del Co= +3
La constante k que aparece velocidad es función de T y P.
O
de
Las unidades de la constante de velocidad o el coeficiente de velocidad varían con el orden de la reacción.
H3N
NH3
NH3
El experimento demostro la estabilidad de cobalto (III) que es un compuesto con ligandos amina, y es interesante observar que la transmisión [Co (C2H8N2) 2Cl2] Cl se formó fácilmente. Esto sugiere que la energía de activación en la conformación cis es más alta, ya que no se produce tan fácil experimentalmente. III. IV.
III.CONCLUSIONES: La formación de complejos modifica también la estabilidad relativa de dos estados de oxidación de una especie. Por ejemplo, la oxidación de cobalto (II) a cobalto (III) en agua es favorecida por la adición de amoniaco ya que los complejos de éste con cobalto (III) son más estables que con cobalto (II): [Co(H2O)6]3+(ac) + e – → [Co(H2O)6]2+(ac) Sin embargo esta, tambien, se ve afectada por el cambio de temperatura, ya que puede existir una transferencia del complejo inicial con los iones de la solucion. La velocidad de reaccion obtenida no es verdadera ya que existe isomerización, debido a que el [ ] puede coexistir con [ ] la formación del trans-Co (NH3) 4Cl2 tiene que ver con la formación del intermedio, [Co (NH3) 4CO3] NO3. Este compuesto está en una conformación cis como se muestra en el diagrama
____________________________ 1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos
RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA
