INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Departamento de biofísica Rúbrica de reporte de práctica
Equipo: Galaxia Colorado González Alan Hernández Hernández Geovanni Guerrero De la Luz Lesli Celeste Niño Garibaldo Lourdes Andrea
Laboratorio de fisicoquímica Nombre de la práctica: Cinética Química Práctica No. 5 Grupo: 2QV1
Introducción:
Objetivos:
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.
Determinar el efecto de la concentración y la temperatura en la velocidad de la reacción.
Se sabe de forma experimental que la velocidad de una reacción depende mayormente de la temperatura y las concentraciones de las especies involucradas en la reacción. En las reacciones simples sólo la concentración de los reactivos afecta la velocidad de reacción pero en cuestiones más complejas la velocidad también puede depender de la concentración de uno o más productos. La presencia de un catalizador también afecta la velocidad de reacción; en este caso puede aumentar su velocidad. De los estudios de la velocidad de una reacción y su dependencia con todos estos factores se puede saber mucho acerca de los pasos en detalle para convertir los reactivos a productos. Esto último es el mecanismo de reacción. La rapidez (o velocidad) de reacción está conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y depende de varios factores como la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los reactivos. Uno de los factores más importantes es la concentración de los reactivos. Cuanto más partículas existan en un volumen, más colisiones hay entre las partículas por unidad de tiempo.
Observar la respuesta de un sistema en equilibrio ante cambios de concentración, volumen y temperatura.
Gráfica de los resultados a 23°C
Gráfica de los resultados a 30°C
Gráfica de los resultados a 45°C
Gráfica de los resultados a 50°C
Gráfica de los resultados a 55°C
0Ex resión resión lineal lineal de la ecuac ecuación ión de Arrheni Arrhenius us 0.003 0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 -2
y = -11672x + 33.332 R² = 0.8044
-4
-6
Ln K fueron convirtiendo en producto, teniendo en total 17 minutos y 38 segundos con un volumen total descendido de 14.3 mililitros completando así 14 lecturas.
m= -11672.322K m= -Ea/R Ea= -m(R) Ea= -(-11672.322K) (1.98 Cal/molK) Ea= 23111.19756 23111.19756 Cal/mol Cal/mol (96.76192 (96.76192 Kj/mol) Kj/mol) Valor teórico: 76Kj/mol
Análisis de resultados Con los datos obtenidos en la práctica logramos deducir que uno de los factores que acelera la velocidad de reacción es la temperatura, tal y como observamos en las experiencias. Se llevó a cabo cada uno de ellos a una presión y concentración de los reactantes contantes. Yoduro de potasio (KI) a 0.2 M y Peróxido de Hidrógeno (H2O2) al 3-4%, modificando solo la temperatura. La primera de ellas fue a una temperatura ambiente de 23°C en el que agregamos yoduro de potasio (KI) y peróxido de hidrogeno (H2O2) manteniendo siempre en agitación, que al comenzar la reacción tardo aproximadamente 25 segundos en descender un mililitro (primera lectura), tardo cada vez más tiempo en descender un mililitro, esto es debido a que los reactantes se
La segunda de ellas se le aumentó la temperatura a 30°C en el cual el tiempo de reacción disminuyo. Se llevó con agitación tanto del agua del baño maría como en el interior de la reacción esto para que la temperatura sea igual en todas partes, el tiempo fue de 8 minutos minutos con 33 segundos teniendo un total de 26 lecturas o 26 mL desplazados, al aumentar la temperatura la transformación de reactantes en productos se lleva más rápido ya que las moléculas chocan entre sí, pero no todas las moléculas chocan solo aquellas cuya energía es mayor a la del promedio. En la tercera reacción se le aumento a 45°C en agitación, en esta reacción la conversión de reactantes a productos fue más rápida ya que el aumento en la temperatura favoreció a más choques entre las moléculas, tendiendo así un tiempo de 3 minutos y 3 segundos tendiendo un Taltal de 26 lecturas y un volumen desplazado de la cual a comparación de la anterior disminuyo notablemente en el tiempo. En la cuarta experiencia que fue a 50°C el tiempo disminuyo casi a la mitad de lo que a 45°C, que fue
de 1 minuto con 45 segundos esto siempre teniendo agitación en el baño maría. En la quinta y última fue donde se llevó la reacción más rápido, a una temperatura de 55°C con un volumen desplazado de 26 mL. Esto nos habla de que en cada una de las experiencias a excepción de la primera la descomposición del peróxido de hidrogeno en oxígeno y agua se lleva acabo con más facilidad por el calentamiento y si a esto aumentamos que el anión yoduro actúa como catalizador, esta se realiza de una manera muy rápida.
Bibliografía:
-Química Recreativa con agua oxigenada. Revistas UCA. Disponible en línea en: https://revistas.uca.es/index.php/eure https://revistas .uca.es/index.php/eureka/article/ ka/article/ viewFile/2737/2385 (Consultado el 10/10/2018) 10/10/2018) Raymond, CHANG. Química. 10a Edición, Editorial Mc. Graw Hill. México D.F 2010. (Consultado 10/10/2018)
Por otra parte, algunos aniones yoduro se oxidan a yodo molecular, que reacciona con los aniones yoduro presentes para formar el anión triyoduro
(I3 −) produciendo una coloración marrón, según la reacción:
I − + I2 → I3 − .
Conclusiones: La cinética química nos proporciona los medios para poder comprender la velocidad en que ocurren las reacciones, es decir, la rapidez con la que se consumen los reactivos y se generan productos, así como el uso y funcionamiento de un catalizador. En base a la teoría de las colisiones que establece que para que se produzca una reacción los átomos, iones o moléculas deben colisionar entre sí de manera eficaz, podemos concluir que una reacción se llevará a cabo mucho más rápido cuando se tiene una temperatura mayor, pues hay una energía potencial mucho más grande. Al presentar una energía potencial mucho mayor, hay mayor número de choques efectivos y por tanto, la velocidad de reacción aumenta. No determinamos el resto de parámetros que modifican la velocidad de reacción pero entre ellos están: -
-
El uso de catalizadores (que pueden ser positivos si aumentan la velocidad de reacción, o negativos si disminuyen la velocidad de reacción) La concentración de los reactivos Naturaleza de los reactivos (depende del estado de agregación pues ayudará con los choques efectivos
10.2 Chang, Raymond (2002). Química. 7ª edición. Mc Graw Hill. (Consultado 10/10/2018)
