Universidad Guatemala
de
San
Carlos
de
Centro universitario del Norte –CUNORCarrera de Agronomía Laboratorio Química General IIQuímica II
!RAC"ICA No# $ %AC"OR&S %AC"OR&S QU& A%&C"A A%&C"AN N LA '&LOCI(A( (& LAS R&ACCION&S QU)*ICAS
+onatan Re,e Us#
./0
1aren !atricia *ende2
./0./00/340
luis cesar Corleto
./0
Otto &lias Alvarado
./
Otto Rene Re,es Lucas
./056/.
%ec7a de entrega8 5 de Se9tiembre del ./0
SU*ARIO
La rapidez con la que ocurre una reacción química, en la que se consumen los reactivos y se forman los productos, se llama velocidad de reacción, es decir, es una medida de la cantidad de reactivo desaparecido o de producto formado en el tiempo. Para explicar la rapidez consideremos una reacción general: A + ! " + # #onde: A y son los reactivos$ " y # son son los productos "onforme transcurre la reacción, la concentración de A y va disminuyendo, mientras que la cantidad de " y # va aumentando. La velocidad de una reacción se puede medir por la variación que experimenta la concentración de uno de los reactivos o uno de los productos de la reacción en el tiempo. %in em&argo 'ay muc'as reacciones que se desarrollan lentamente, como la del 'ierro en presencia del aire (oxidación) y otras que son a*n ms lentas, como la formac formación ión de petról petróleo. eo. xiste xisten n reacci reaccione oness que ocurre ocurren n en d-cima d-cimass de segundo (como una explosión), en minutos, 'oras, días, meses y aos.
xisten muc'os factores que afectan la velocidad de las reacciones químicas y algunos de estos factores se realizaron en esta prctica, que el factor principal que afecto la velocidad de las reacciones fue la temperatura. %e realizó con ta&letas de Al/a0%eltzer que se experimentó con distintas sustancias las cuales o&tu o&tuvi vier eron on resu resultltad ados os dife difere rent ntes es.. 1am&im&i-n n se real realiz izó ó con con cata cataliliza zado dore ress &ioló iológ gico icos en la cual ual o&se o&serv rva amos mos clar claram ame ente nte lo que que suc sucedía día y sus transformaciones.
II# R&SUL"A(OS
%actores :ue a;ectan la velocidad (e las reacciones :uímicas a# &<9erimento I , II# "em9eratura , concentraci=n#
2
1a&la de componentes y factores que afectaron la velocidad de reacción: "34P3551% 164P3 # 7"8"635 8n vaso de precipitado, ; ml de agua 9 min <= seg
9
destilada y una ta&leta de Al/a0%etlzer 8n vaso de precipitado, ; ml de agua
<
destilada a una temperatura de =; >" y una
9<.? seg
ta&leta de Al/a0%etlzer. 8n vaso de precipitado, ; ml de agua ?
destilada fría a 9< @ de temperatura y una ? min
C
destilada a temperatura am&iente una C.? seg
ta&leta de Al/a0%etlzer pulverizada 8n vaso de precipitado, ; ml de etanol y 6ndefinido. 1arda demasiado. una ta&leta de Al/a0%etlzer un vaso de precipitados coloca C ml de #uro todo lo que tardo la etanol y ml de agua destilada agitada practica aunque reacciono mas
D
'asta una disolución completa y una rpido q el experimento . ta&leta de Al/a%etlzer.
"oloca ; ml de coca0 cola y una pastilla C min ;E seg =
de Al/a0%etlzer ; ml de líquido limpia pisos y agrega una min Dseg
B
pastilla de Al/a0%etlzer.
b# &<9erimento llI# Catali2adores biol=gicos# n el siguiente espacio se muestran los datos tomados durante la experimentación, en el cual calculamos las velocidades de reacciones, si eran exot-rmicas o endot-rmicas, y todo tipo de reacción. A = tu&os de ensayo se le agregaron aproximadamente < cm, de catalizadores, a los cuales se les adicionaron ? ml de F <3< y en un tiempo de ? minutos se o&servaron.
"abla (atos obtenidos durante la observaci=n No# "ubos
Reacci=n>s? observaciones
Sucesos
/
Papa
fervescencia
Al agregar peróxido de 'idrogeno, reacciono efervesciendo y al 9:9 min emergió del tu&o.
manzana
BD
fervescencia
A los <:? min su color cam&io a naranGa.
4
zana'oria
fervescencia
Heacción ms rpida, a los ? s emergió del tu&o.
;;
0
1ierra
5
lec'e(liquida)
$ 6
fervescencia
Heacciono creando una reacción exot-rmica, instantnea.
9?
fervescencia
Irumos en la parte superior.
Pltano
9D
fervescencia
%e o&serva una efervescencia menor que las dems.
Agua
9?
fervescencia
4enor li&eración de oxígeno.
;;
"abla Catali2adores biol=gicos@ cambio de tem9eratura No# "UO /
"&*!&RA"URA A4651
OS&R'ACION "onserva su efervescencia. "am&ia
4
?; @" D; @"
su
condición
física.
"rea
coloración. Presenta
fervescencia media. "am&ia su coloración. efervescencia.
Presenta
poca
III#
n el experimento
(ISCUSIBN (& R&SUL"A(OS 9 o&tuvimos una
li&eración de &ur&uGas, lo que
significa que mol-culas fueron li&eradas en forma de gas ya que al reaccionar con el cido clor'ídrico lo 'ace tam&i-n con el &icar&onato de sodio, formando cido car&ónico, que se descompone en agua y reacciona con el &icar&onato de sodio.
n los experimentos < y ? el factor que afecto la velocidad de reacción fue el cam&io de temperatura, donde el alta temperatura =;> ", disolvió la ta&leta ms rpidamente (9 s), y en temperatura fría con 9<>" se o&tuvo una disolución con menor rapidez (? min ;D s). %eg*n la 1eoría "in-tica, la temperatura aumenta la energía cin-tica de las mol-culas o iones y por consiguiente el movimiento de estos, acelerando la velocidad de la reacción.
La velocidad de una reacción crece, en general, con la temperatura y se duplica, aproximadamente por cada 9;@ " de aumento de temperatura.
n el experimento se compro&ó como la concentración afecta la velocidad de la reacción la reacción tardo ms que la prctica y no se pudo medir su tiempo con exactitud.
%e uso una gaseosa Pepsi y el Al/a0%eltzer fu&cuiono como anticido para neutralizar los cidos, la pepsi contiene cido fosfórico, o&tuvimos en la experimentación un tiempo de reacción con la ta&leta Al/a0%eltzer de C min << segundos.
n la experiencia B, el tiempo que tardó en disolverse fue de( D min CC s), en este caso su disolución fue de mayor tiempo, el experimento simula un medio &sico, de&ido a la naturaleza del limpia pisos(desinfectante) se encuentra en un medio &sico y medio &sico+ medio &sico$ produce una disolución con mayor lentitud.
I'# CONCLUSION&S
La temperatura es un factor que altera la velocidad de la reacción. La rapidez de la reacción depender si -sta se lleva a ca&o en temperaturas altas o temperaturas &aGas. "omo en el caso de la ta&leta de Al/a0%eltzer que se introduGo en el agua a D;>", pues el agua se encontra&a en temperaturas elevadas que al momento en que se colocó la ta&leta reaccionó rpidamente, mientras que la ta&leta que se depositó en el agua a temperatura muy &aGa el proceso de su reacción fue sumamente lento, pudiendo determinar a trav-s de este proceso la influencia que toman las temperaturas en la velocidad de las reacciones. Puede decirse que para que la velocidad de una reacción sea ms rpida en cuanto a temperaturas es preferi&le que estas se lleven a ca&o a temperaturas elevadas.
La superficie de contacto es un factor que tam&i-n determina la velocidad de una reacción, como lo es en el caso de la ta&leta de Al/a0 %eltzer que se pulverizó de&ido a que las partículas eran ms pequeas la velocidad de la reacción se aceleró a comparación con la ta&leta que se introduGo sin alterar su composición física en el agua, a trav-s de este proceso puede indicarse que la velocidad de la reacción depende de la superficie de contacto seg*n sea el estado físico de los reactivos.
n muc'as ocasiones la concentración de los reactivos influye en la velocidad en que se llevar a ca&o la reacción, puesto que las altas
concentraciones aceleran la velocidad de la reacción, mientras que por otro lado las &aGas concentraciones de reactivos retrasan el tiempo en que se lleva a ca&o la reacción. n el caso de la ta&leta de Al/a0%eltzer que se colocó en etanol al =;J el tiempo que tardo en reaccionar fue demasiado lento, al principio tomó la apariencia como que no reacciona&a pero con el paso de los minutos empezó a reaccionar lentamente.
La naturaleza de los reactivos tiene suma importancia en la velocidad de la reacción de&ido a que seg*n sea su naturaleza así tam&i-n ser su capacidad para ser un catalizador o un in'i&idor en la reacción. n el caso de la ta&leta de Al/a0%eltzer dentro de la gaseosa, en esta reacción el proceso se llevó ms rpido porque la gaseosa tiene cierto grado de acidez que interactuó con la ta&leta por su contenido anticido.
8no de los factores que afecta la velocidad de la reacción es la presencia de un catalizador. 8n catalizador acelera las reacciones a partir de que disminuye su energía de activación. Los catalizadores &iológicos disminuyen la energía de activación de la reacción a nivel &iológico permitiendo que se puedan llevar a ca&o en condiciones compati&les con la vida y tiempos razona&les.
'#
A!N(IC&
*A"&RIAL D &QUI!O *A"&RIAL&S8
SUS"ANCIAS8
B Kaso de precipitado de 9;; ml
Levadura
9 agitador
Peróxido de 'idrógeno al J
9 tu&os de ensaye
Lec'e
Iradilla
isulfito de sodio ;.;4
9 vaso de precipitado de <; ml
odato de potasio ;.94
9 plato caliente
%olución de almidón
Pipetas de 9; ml
9; ta&letas de Al/a0%eltzer
"ronómetros
Hefresco
Pro&etas de ; ml
Limpiador de pisos o agua con
1ermómetros
Ga&ón
Pinzas para tu&o Mruta rayada (papa, zana'oria,
tanol 4anzana, Pltano) 1ierra
(&SARROLLO &E!&RI*&N"AL &<9erimento I , II# "em9eratura , concentraci=n /# n un vaso de precipitados limpio y seco, coloca ; ml de agua destilada a temperatura am&iente y deposita una ta&leta de Al/a0%eltzer. 4ide el tiempo que se requiere para completar la reacción. 1iempo: / min 6 s#
# n otro vaso de precipitados, coloca ; ml de agua destilada, calienta 'asta una temperatura de =; >" y deposita una ta&leta de Al/a0%eltzer. 4ide el tiempo que requiere la reacción. 1iempo: /4 s#
NOu- sucedió al aumentar la temperatura del agua
La
tableta de AlFa-Selt2er se disolvi= con ma,or ra9ide2# 4# n un vaso de precipitados, coloca ; ml de agua destilada fría a la que previamente medirs la temperatura, deposita una ta&leta de Al/a0%eltzer en ella. 4ide el tiempo que requiere la reacción. 1iempo: 4 min 0$ s# NOu- sucede al disminuir la temperatura
La tableta de AlFa-Selt2er se disolvi= lentamente# 0# n un vaso de precipitados, coloca ; ml de agua destilada a temperatura am&iente y deposita una ta&leta de Al/a0%eltzer pulverizada. 4ide el tiempo que requiere la reacción. 1iempo:
06 s# NOu- ocurrió cuando se adicionó la pastilla pulverizada
La reacci=n se llev= en menor tiem9o debido a :ue la cantidad de 9artículas es ma,or# 5# n un vaso de precipitados, coloca ; ml de etanol y deposita una ta&leta de Al/a0%eltzer. 4ide el tiempo que requiere la reacción. 1iempo: Inde;inido# duro mHs del tiem9o de la
clase# NOu- sucede
La disoluci=n de la tableta de AlFa-Selt2er es de ma,or tiem9o# NOu- explicación puedes dar de -ste fenómeno La concentraci=n es un ;actor :ue a;ecta la velocidad de la
reacci=n en este caso disminu,= la disoluci=n de la tableta con el etanol# $# n un vaso de precipitados limpio y seco, coloca C ml de etanol y ml de agua destilada, agita 'asta lograr una disolución completa y deposita una ta&leta de Al/a0%eltzer. 4ide el tiempo que requiere la reacción. 1iempo: inde;inido# NOu- sucede
La disoluci=n de la tableta de AlFa-Selt2er se reali2= con menor ra9ide2# NOu- explicación puedes dar de -ste fenómeno
No e
NOu- o&servaste al cam&iar refresco por agua
Que tardo mHs :ue las soluciones disueltas en agua debido a :ue el solvente es un ;actor :ue a;ecta la velocidad de la reacci=n#
3# "oloca ; ml de líquido limpia pisos o Ga&ón con agua y agrega una pastilla de Al/a0%eltzer. 4ide el tiempo que requiere la reacción. ("on este experimento se simula un medio &sico). 1iempo: $ min 5 seg#
&<9erimento III# Catali2adores iol=gicos /# "oloca = tu&os de ensayo en una gradilla y num-ralos. Adiciona a cada tu&o fruta rayada aproximadamente < cm.
# Agrega a cada uno de los tu&os ? ml de peróxido de 'idrógeno y deGa reposar por ? minutos. 3&serva lo que sucede. !a9a8 al agregar el peróxido de 'idrógeno se formo una especie de espuma en la parte superior de la papa, luego al ca&o de un minuto y treinta y seis segundos el producto de la reacción llego al nivel ms alto del tu&o. *an2ana8 al reaccionar con el peróxido de 'idrógeno esta tomo color naranGa oscuro. 1al cam&io se llevo a ca&o en tres minutos y veintitr-s segundos. ana7oria8 fue la reacción ms rpida, en cincuenta y dos segundos esta se salió del tu&o. "ierra8 al interactuar con el peróxido de 'idrógeno, esta creó energía formndose así una reacción exot-rmica.
Lec7e8 en la parte superior de la lec'e se formaron grumos al tener contacto con el peróxido de 'idrógeno. !lHtano8 esta reacción fue muy po&re, es decir la efervescencia fue escasa y da&a la apariencia como que si no 'u&iera ocurrido nada. Agua8 al momento de Guntar el peróxido de 'idrógeno con el agua se empezó a li&erar oxigeno, el cual se ad'irió al tu&o, como si estuviera nu&lado. 4# 5umera tres tu&os de ensayo y coloca aproximadamente < cm de papa. 0# n un &ao de agua fría, coloca un tu&o con papa, deGa reposar por minutos. 5# #espu-s coloca el tu&o en la gradilla y adiciona < ml de peróxido de 'idrógeno y o&serva: tomo una coloraci=n roJi2a en la cual 7ubo e;ervescencia 7asta :ue la misa se sali= del tubo# $# n un &ao 4aría a ?;>", coloca un tu&o con papa, deGa reposar por minutos. Hetíralo del &ao 4aría y adiciona < ml de peróxido de 'idrógeno y o&serva: tomo un color amarillento 7ubo disminuci=n de e;ervescencia , en esta ocasi=n no se sali= del tubo# 6# Healiza el paso anterior con el tu&o restante, pero a'ora a =;>", o&serva: debido al aumento de la tem9eratura 7ubo menor e;ervescencia 9or lo tanto la liberaci=n de o
'I#
CU&S"IONARIO
/# N"ules son los factores que afectan la velocidad de una reacción química
Naturale2a
de
la
reacci=n
Concentraci=n !resi=n
Orden
"em9eratura # scri&e una 'ipótesis que pueda explicar los resultados de los experimentos:
Los resultados variaron segn el ;actor :ue a;ectaba la velocidad de su reacci=n así 9odía variar en el tiem9o de reacci=n con la a9arici=n del 9roducto , la desa9arici=n del reactivo# 4# N#e qu- manera afecta la concentración de los reactivos a la velocidad de reacción
La ra9ide2 con :ue se 9roduce una reacci=n de9ende del nmero de c7o:ues altamente energKticos :ue se 9rodu2can entre las molKculas , Htomos de las sustancias reaccionantes# A 9artir de
esto resulta claro :ue cuanto ma,or sea la concentraci=n de las sustancias ma,or serH tambiKn el nmero de Htomos , molKculas :ue su;ren colisiones 0# N"ómo se relaciona lo o&servado en la experiencia con la teoría cin-tica molecular
Segn la "eoría CinKtica cuando la tem9eratura aumenta la energía cinKtica de las molKculas o iones , 9or consiguiente el movimiento de estos con lo cual aumenta la 9osibilidad de c7o:ues entre las molKculas o iones de los reactivos aumentando la 9osibilidad de :ue ocurra la reacci=n o acelerando una reacci=n en desarrollo# 5# 6nvestiga que enzimas contienen las muestras del experimento 666. Una gota de 9er=
res9onsable de la descom9osici=n del 9er=
7idr=geno >O? en agua , o<ígeno# $# Fay dos 'ec'os importantes a destacar: 8n catalizador verdadero, aunque participa en el proceso de reacción, no se modifica por -sta. Por eGemplo, tras catalizar la formación de una mol-cula de #0Ilucosa0DP o la destrucción de una mol-cula de F<3<, la 'exoquinasa y la catalasa vuelven a su estado original listas para un nuevo ciclo y así sucesivamente. Los catalizadores modifican la velocidad de los procesos pero no afectan la posición de equili&rio de una reacción. Por eGemplo, si en la reacción de la ecuación < el equili&rio est desplazado 'acia la formación de F<3 y 3<, la presencia de la enzima catalasa no invertir el equili&rio de reacción, sino que, como ya se vio anteriormente, sólo incrementar la
velocidad de reacción y por ende la formación de producto. s necesario deGar &ien en claro que cualquier proceso termodinmicamente favora&le no pasa a ser ms favora&le por la presencia de un catalizador, y menos a*n que un proceso desfavora&le pase a ser favora&le. %implemente permite que se llegue con ms rapidez al estado de equili&rio.
'II#
*ARCO "&ORICO
%AC"OR&S QU& A%&C"AN LA '&LOCI(A( (& LAS R&ACCION&S QUI*ICAS8 La naturale2a de las sustancias :ue reaccionan# #eterminan el tipo de reacción que se produce$ estas diferencias pueden atri&uirse a las desigualdades de reactivos, estructura de los tomos, mol-culas y iones participantes. s condición necesaria que las partículas que reaccionan c'oquen unas contra otras, para que 'aya una transformación química, aunque no todos los c'oques entre las partículas que constituyen los reactivos producen un cam&io químico, pues existen algunas que al c'ocar re&otan sin sufrir transformación alguna, porque no tienen la suficiente energía o la orientación adecuada. La velocidad con que reaccionan las sustancias depender de que los c'oques entre partículas (tomos, iones o mol-culas) sean efectivos$ esto es, de&en tener la energía necesaria para reaccionar.
La "em9eratura8 %e incrementa la velocidad de desplazamiento de las mol-culas, lo cual conduce a un mayor n*mero de c'oques entre ellas$ es decir, aumenta la energía cin-tica.
Los Catali2adores s la sustancia que presente en un proceso químico interviene en -l sin transformarse, siendo capaz de provocar aceleración o retardo en la velocidad de la reacción química. Las vitaminas, fermentos, levaduras, 'ormonas y enzimas son catalizadores &iológicos. %u presencia en los seres vivos 'ace posi&le efectuar reacciones químicas que desarrolladas en el la&oratorio resultarían extremadamente lentas.
Catali2adores de trans9orte u 7omogKneos8 stos catalizadores act*an interviniendo en la reacción y luego se regeneran al finalizar la misma. 8n catalizador 'omog-neo se encuentra en la misma fase (estado) que los reactantes.
Catali2adores de contacto o 7eterogKneos8 5o reaccionan químicamente con las sustancias del sistema: adsor&en en su superficie, las mol-culas de esas sustancias reaccionantes, aumentan, por consiguiente, el n*mero de c'oques entre ellas y aceleran la reacción. 8na reacción en la cual los reactantes y el catalizador no estn en la misma fase (estado) es una reacción 'eterog-nea. ste tipo de catalizadores generalmente producen una superficie donde las sustancias pueden reaccionar, estos catalizadores funcionan adsor&iendo alguno de los reactantes, de&ilitando el enlace en cuestión 'asta el punto en que el otro reactante rompe dic'o
enlace. La adsorción es la ad'erencia de una sustancia a la superficie de otra.
Naturale2a de la reacci=n8 Algunas reacciones son, por su propia naturaleza, ms rpidas que otras. l n*mero de especies reaccionantes, su estado físico las partículas que forman sólidos se mueven ms lentamente que las de gases o de las que estn en solución, la compleGidad de la reacción, y otros factores pueden influir enormemente en la velocidad de una reacción.
Concentraci=n8 La velocidad de reacción aumenta con la concentración, como est descrito por la ley de velocidad y explicada por la teoría de colisiones. Al incrementarse la concentración de los reactantes, la frecuencia de colisión tam&i-n se incrementa.
!resi=n8 La velocidad de las reacciones gaseosas se incrementa muy significativamente con la presión, que es, en efecto, equivalente a incrementar la concentración del gas. Para las reacciones en fase condensada, la dependencia en la presión es d-&il, y sólo se 'ace importante cuando la presión es muy alta.
Orden8 l orden de la reacción controla cómo afecta la concentración (o presión) a la velocidad de reacción.
Is=to9os 8 l efecto isotópico cin-tico consiste en una velocidad de reacción diferente para la misma mol-cula si tiene isótopos diferentes,
generalmente isótopos de 'idrógeno, de&ido a la diferencia de masa entre el 'idrógeno y el deuterio .
Su9er;icie de contacto8 n reacciones en superficies, que se dan por eGemplo durante catlisis 'eterog-nea, la velocidad de reacción aumenta cuando el rea de la superficie de contacto aumenta. sto es de&ido al 'ec'o de que ms partículas del sólido estn expuestas y pueden ser alcanzadas por mol-culas reactantes.
*e2clado 8 l mezclado puede tener un efecto fuerte en la velocidad de reacción para las reacciones en fase 'omog-nea y 'eterog-nea.
Grado de 9ulveri2aci=n de los reactivos8 %i los reactivos estn en estado líquido o sólido, la pulverización, s decir, la reducción a partículas de menor tamao, aumenta enormemente la velocidad de reacción, ya que facilita el contacto entre los reactivos y, por tanto, la colisión entre las partículas.
CA"ALIA(OR&S IOLOGICOS8 &n2imas8 %on sustancias orgnicas de naturaleza proteica, ela&oradas por las c-lulas que tienen como función acelerar o provocar las reacciones químicas que se efect*an en los seres vivos. Las enzimas son de acción específica ya que act*an exclusivamente catalizando un tipo de reacción química.
Acci=n catalítica8 Iracias a las enzimas, las c-lulas pueden efectuar sus reacciones a &aGas presiones, a temperaturas moderadas, a cam&ios en la alcanidad o acidez (variaciones en el pF.)
l su&strato es la sustancia so&re la cual la enzima reacciona.
C=mo actan en las reacciones :uímicas8 Las enzimas act*an acelerando la velocidad de una reacción o &ien 'aciendo posi&le una determinada reacción. Para realizar su acción la enzima se une al su&strato, por a&sorción, encaGando la superficie de una en la otra de una forma tal, que se podía comparar con una llave de una cerradura. sta com&inación origina un compleGo reversi&le enzima 0 su&strato intermedio, que luego se descompone para li&erar los productos de una reacción y la enzima que es capaz de unirse a otra mol-cula del mismo su&strato para así comenzar de nuevo la acción.
&s9eci;icidad de acci=n en2imHtica8 "ada tipo de enzima cataliza un tipo específico de reacción química. Por ello, se necesitan centenares de tipos de enzimas diferentes en el meta&olismo de cualquier clase de c-lulas. s decir las enzimas presentan un alto grado de especificidad, ya que cada una de ellas act*a exclusivamente en una determinada reacción y so&re un determinado su&strato. La ureasa por eGemplo solo act*a so&re la urea. Las 'idrogenadas alco'ólicas act*an so&re los alco'oles.
%actores :ue in;lu,en en las reacciones en2imHticos8 La 1emperatura: las reacciones enzimticas siguen la regla general de las reacciones químicas, cuya velocidad aumenta con la temperatura o l pF: las enzimas no toleran la acción de cidos o &ases fuertes. "ada una de ellas presenta su pF óptimo en el cual su actividad es mxima.
'III#
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