DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ (2)

Laboratorio de equilibrio y cinética

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE QUIMICA LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA REPORTE DE LA PRÁCTICA: “DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ. ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE YODACIÓN DE LA ACETONA” ALUMNOS: _______________________________________________ _____________ _______________________________________________ _____________ _______________________________________________ ____________

2008-2009

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DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ.

ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE YODACIÓN DE LA ACETONA. I. OBJETIVO GENERAL

Comprender que la composición de un sistema reaccionante cambia con el tiempo.

II. OBJETIVOS PARTICULARES a. Seleccionar las variables que permitan determinar el cambio de la composición con el tiempo. b. Elegir la técnica analítica adecuada para determinar los cambios en la composición del sistema reaccionante. c. Encontrar un modelo matemático (ley de rapidez) aplicando el método integral. Explicar el fundamento del método de aislamiento de Ostwald y su utilidad en el diseño de un estudio cinético. cinético.

III. PROBLEMA Determinar la ley experimental de rapidez de la reacción de yodación de la acetona.

A2. PROPUESTA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL. EXPERIMENTAL. Llevar a cabo una discusión grupal, identificar las variables involucradas y plantear la hipótesis para proponer el diseño diseño del experimento experimento que pueda pueda conducir conducir a la resolució resoluciónn del problema problema plantead planteadoo (consider (considerar ar que en el laboratorio se dispone del material indicado en el punto

A3). Anotar la propuesta en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Variables, hipótesis y propuesta del diseño de experimento.

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Las variables que tiene el experimento son la concentración y el tiempo. Hipótesis: Conforme transcurra el tiempo la concentración irá disminuyendo debido a la reacción que se está llevando a cabo.

A3. MATERIALES Y REACTIVOS (I2 – KI) (0.002 M – 0.2M)

1 espectrofotómetro espectrofotómetro

Acetona 1.33 M

2 celdas espectrofotométricas espectrofotométricas

HCl 0.323 M

1 cronómetro 1 termómetro 4 vasos de precipitados de 50 ml

A4. METODOLOGÍA EMPLEADA



Laboratorio de equilibrio y cinética •

Agregar al vaso los 8 mL de la solución de yodo-yodurada 0.002M y en ese momento accionar el cronómetr cronómetro, o, mezclar mezclar rápidamen rápidamente te y trasvasa trasvasarr la solución de reacción reacción a la celda (un 80% del volumen total de la celda).

•

Hacer determinaciones de absorbancia cada minuto (dejar la celda en el equipo) hasta completar 20 minutos. Anotar los datos en la tabla 1.

Calibración del espectrofotómetro espectrofotómetro: Encender el aparato y esperar 15 minutos. Seleccionar la longitud de onda y calibrar con el blanco.

A.5. DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS. 1. Registrar los datos experimentales de absorbancia y tiempo en la tabla 1. 2. Algoritmo de cálculo. 1. Cálculo de la concentración de I2 a diferentes tiempos. Utilizando la ley de Lamber-Beer y los datos de absorbancia tenemos: Ab= ϵbA→ bA→A=Ab A=Abϵ b

Donde ϵ b es la pendiente de la curva patrón; los resultados se encuentran en la Tabla 1.

2. Describa las ecuaciones para obtener el orden de reacción del método integral.

Orden Cero

Primer Orden

Segundo orden




Temperatura = 24 °C Presión ambiental = mmHg = 450 nm tiempo y absorbancia, absorbancia, calcular la concentración de yodo, su TABLA 1. Registrar los datos de tiempo 

logaritmo y su

inversa. T 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Abs 0.340 0.316 0.273 0.229 0.185 0.133 0.102 0.065 0.046 0.046 0.046

C (mol/L) 0.00004387 0.00003892 0.00003639 0.00002865 0.00002358 0.00001877 0.00001395 0.00000900 0.00000482 0.00000482 0.00000482

Ln C -10.0342876 -10.1538786 -10.2212442 -10.4601914 -10.6549797 -10.8835141 -11.180246 -11.6180465 -12.2431402 -12.2431402 -12.2431402

1/C 22794.7977 25690.5537 27480.8362 34898.2301 42403.2258 53290.5405 71700 111084.507 207552.632 207552.632 207552.632

A6. ELABORACIÓN DE GRÁFICOS. 1. Traza las gráficas de C vs t, ln C vs t y 1/C vs t, para cada concentración de yodo. Calcular la pendiente (m) y el coeficiente de correlación ( r ).

A7. ANÁLISIS DE RESULTADOS 1. ¿Cuál es el orden de reacción con respecto al yodo? Es de grado cero, ya que en esta gráfica (C vs T) el coeficiente de correlación (R 2) es más cercano a uno que en la curva para los otros modelos.

2. ¿Cuál es el valor de kps? La pendiente de la gráfica igual a –K, por lo tanto K= 2*10 -7mol sL




Con la variación del la concentración en el tiempo, a mayor concentración la reacción se lleva acabo más rápido, ya que cuando la reacción se va efectuando se va perdiendo concentración en los compuestos que la componen y al haber menos menos de cada uno de los compuest compuestos os con la que se efectúa efectúa la reacción reacción más tarda en efectuars efectuarsee la misma. Al ir graficando los datos con diferentes ordenadas y abscisas nos vamos a poder dar cuenta del orden al que pertenece la reacción, para la grafica de orden cero se toma en cuenta la concentración vs el tiempo, para la de primer grado se toma en cuenta el ln de la concentración vs. Tiempo y finalmente para una reacción de segundo grado se toma en cuenta 1/concentración vs. Tiempo. Se grafican las anteriores y para saber a qué orden pertenece la reacción, la que tenga una R 2=1 en la gràfica es la grafica la cual nos indica que orden tiene, por ejemplo la reacción de la practica es de orden cero. Ya que su R 2 tiende a uno y la pendiente de la grafica corresponde con la del orden cero.

DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ (2)

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