Informe de laboratorio de Fisicoquímica II. Escuela de Química. Universidad Tecnológica de Pereira. Presentado a: Prof. Maribel Montoya.
Cinética de reacción de yodinación de la acetona. Escuela de Química, Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia.
RESULTADOS Tabla 1. Resultados experimentales 40 °C
25
50 °C
Tiempo (s) 512
V Na2S2O3 (mL) 21,2
Tiempo (s) 320
V Na2S2O3 (mL) 20,4
1005
20,0
581
16,1
1383
17,2
777
14,6
2134
13,8
982
10,6
2543
11,6
1167
8,2
2914
10,0
1349
5,3
3324
8,0
1483
3,3
3 O 220 S 2 A 15 N e d n10 e m u l o 5 V
y = -0.0146x + 25.133 R² = 0.9953
0 0
500
1000
1500
2000
Tiempo (s)
Ilustración 2. Variación del volumen de Na2S2O3 en el tiempo a 50°C.
25
Cálculo de la variación de concentración de yodo en la reacción en un tiempo t determinado.
20
3
O 2 S 2 a 15 N n e m10 u l o V 5
y = -0.0049x + 24.131 R² = 0.9945
∗ ∗ ó 1 = = 2∗15 2∗15 Vo se calculó extrapolando en el tiempo cero en los gráficos realizados. M = 0,01 mol/L Na2S2O3
0 0
1000
2000 Tiempo (s)
3000
4000
Ilustración 1. Variación del volumen de Na 2S2O3 en el tiempo a 40°C.
Para calcular la constante de velocidad de reacción de segundo orden se utilizó la siguiente ecuación:
+ ó 2 = 2,303 log + + Donde Co y C oH+ es la concentración molar inicial de la acetona y de los iones H+ del ácido clorhídrico en la solución de 250 mL.
Informe de laboratorio de Fisicoquímica II. Escuela de Química. Universidad Tecnológica de Pereira.
2
Tabla 2. Cálculo de las constantes de velocidad de reacción a 40 °C en los tiempos t tomados. T (°C)
Vo (mL)
[I2]0 (M)
Co (M)
Co H+ (M)
40 °C
24,131
8,04E-03
0,103
0,08
Tiempo (s)
V Na2S2O3 (mL)
[I2]t (M)
X (M)
k (1/M*s)
512
21,2
7,07E-03
9,77E-04
2,313E-04
1005
20,0
6,67E-03
1,38E-03
1,660E-04
1383
17,2
5,73E-03
2,31E-03
2,022E-04
2134
13,8
4,60E-03
3,44E-03
1,950E-04
2543
11,6
3,87E-03
4,18E-03
1,984E-04
2914
10,0
3,33E-03
4,71E-03
1,951E-04
3324
8,0
2,67E-03
5,38E-03
1,951E-04
Reemplazando las constantes obtenidas a diferentes temperaturas y tiempos en la ecuación 4 se calculó la energía de activación obteniéndose lo siguiente: Tabla 4. Calculo de energía de activación. 313 K
323 K
k1 (1/M*s)
k2 (1/M*s)
Ea (J/mol)
2,313E-04
5,972E-04
79720,33
1,660E-04
6,266E-04
111654,90
2,022E-04
5,461E-04
83523,68
1,950E-04
5,953E-04
93800,67
1,984E-04
5,832E-04
90653,17
1,951E-04
5,905E-04
93078,91
1,951E-04
5,909E-04
93141,51
Promedio Tabla 3. Cálculo de las constantes de velocidad de reacción a 50 °C en los tiempos t tomados. T (°C)
Vo (mL)
[I2]0 (M)
Co (M)
Co H+ (M)
50 °C
25,133
8,38E-03
0,103
0,08
Tiempo (s)
V Na2S2O3 (mL)
[I2]t (M)
X (M)
k (1/M*s)
320
20,4
6,80E-03
1,58E-03
5,972E-04
581
16,1
5,37E-03
3,01E-03
6,266E-04
777
14,6
4,87E-03
3,51E-03
5,461E-04
982
10,6
3,53E-03
4,84E-03
5,953E-04
1167
8,2
2,73E-03
5,64E-03
5,832E-04
1349
5,3
1,77E-03
6,61E-03
5,905E-04
1483
3,3
1,10E-03
7,28E-03
5,909E-04
= [1 1] ó 3 K1 y K2 son las constantes de velocidad de reacción a las temperaturas de 40°C y 50°C, Ea es la energía de activación en J/mol, R es 8,314 J/mol K. Despejando la energía de activación se obtiene:
(21) = 1 1 ó 4 [ 2 1 ]
1,976E-04
5,900E-04
92224,74
Con base a la ecuación de Arrhenius:
− = ó 5 Donde A es el factor de frecuencia que indica la frecuencia de las colisiones y T la temperatura absoluta, se calcula A. Reemplazando la constante de velocidad de reacción a 40°C y 50 °C en la ecuación de Arrhenius se obtiene:
− − − 1,97610 = − = − , / =, −− 8,∗ − − − 5,90010 = − = − , / =, −− 8,∗
