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stituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de MonterreyCampus Puebla
Prctica No. 13Cintica y equilibrio qumico.Responsable: Mtro. Vctor Hugo Blanco Lozano
Equipo No. 8Grupo 2
Integrantes del equipo:Stephania Daz Lorenzo A00397831
Ana Laura Velzquez Gil A01325205Omar Snchez Jimnez A01324800Jorge Armando Luna Morales A01099726Gabriela Rivera Hernndez A01325193
Objetivos
Como se vio en la prctica pasada, la cintica es el rea fisicoqumica que se encarga
de la rapidez de reaccin, cmo cambia la misma bajo condiciones variables y qu
eventos moleculares se efectan mediante la reaccin general. Ahora bien, el objetivoprimordial de esta prctica se centra en analizar aquellos factores que inciden sobre la
velocidad de reaccin, as como tambin entender el concepto de equilibrio qumico.
Los objetivos son:
Determinar el efecto de la concentracin y la temperatura en la velocidad de la
reaccin.
Observar la respuesta de un sistema en equilibrio ante cambios de concentracin,volumen y temperatura.
Calcular la constante de equilibrio (ley de accin de masas) de una reaccin qumica.
Introduccin
En trminos generales, toda reaccin qumica tiene dos caractersticas de
considerable importancia: la posicin de equilibrio y la velocidad de reaccin. El
concepto de velocidad de reaccin se abord durante la prctica pasada, por lo que en
el siguiente espacio, se tratar ms extensamente acerca del concepto de equilibrio
qumico.
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Cuando se habla de equilibrio, lo que interesa conocer es la estabilidad relativa, tanto
de los reactivos como de los productos y cuales son las concentraciones de cada uno
en el mismo. El equilibrio qumico tambin lleva a considerar el trmino de reacciones
irreversibles,denominado as debido a que se pueden desarrollar en ambos sentidosde la reaccin, es decir, de reactivos a productos y viceversa.
El equilibrio qumico es el estado en el que las actividades qumicas de las
concentraciones de los reactivos y productos no tienen ningn cambio neto en el
tiempo. Normalmente ste sera el estado que se produce cuando el proceso qumico
evoluciona hacia adelante en la misma proporcin que su reaccin inversa.
A su vez, gran parte de su estudio se basa en lo que se conoce como ley de accin de
masas, y en la determinacin del valor de la constante de equilibrio, lo cual es de gran
importancia y utilidad para conocer el desempeo de los procesos qumicos.
(Martnez, 2011)
Consideraciones tericas
Cintica qumica
La cintica qumica es un rea de la fisicoqumica que se encarga del estudio de la
rapidez de reaccin, cmo cambia bajo condiciones variables y qu eventos
moleculares se efectan mediante la reaccin general. La cintica qumica es unestudio puramente emprico y experimental.
Cintica de reacciones
El objetivo de la cintica qumica es medir las velocidades de las reacciones qumicas
y encontrar ecuaciones que relacionen la velocidad de una reaccin con variables
experimentales.
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Se sabe de forma experimental que la velocidad de una reaccin depende
mayormente de la temperatura y las concentraciones de las especies involucradas en
la reaccin. En las reacciones simples slo la concentracin de los reactivos afecta la
velocidad de reaccin pero en cuestiones ms complejas la velocidad tambin puede
depender de la concentracin de uno o ms productos. La presencia de un catalizadortambin afecta la velocidad de reaccin; en este caso puede aumentar su velocidad.
De los estudios de la velocidad de una reaccin y su dependencia con todos estos
factores se puede saber mucho acerca de los pasos en detalle para convertir los
reactivos a productos. Esto ltimo es el mecanismo de reaccin.
Las reacciones se pueden clasificar cinticamente en homogneas y heterogneas.
Las primeras ocurren en una fase y las segundas en ms de una fase. La reaccin
heterognea depende del rea de una superficie, por ejemplo las de un catalizador
slido.
Velocidad de reaccin
La rapidez (o velocidad) de reaccin est conformada por la rapidez de formacin y la
rapidez de descomposicin. Esta rapidez no es constante y depende de varios
factores como la concentracin de los reactivos, la presencia de un catalizador, la
temperatura de reaccin y el estado fsico de los reactivos. Uno de los factores ms
importantes es la concentracin de los reactivos. Cuanto ms partculas existan en un
volumen, ms colisiones hay entre las partculas por unidad de tiempo. Al principio la
concentracin de reactivos es mayor, tambin es mayor la probabilidad de que se dencolisiones entre molculas y la rapidez es mayor. A medida que la reaccin avanza, al
ir disminuyendo la concentracin de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisin
y con ella la rapidez de la reaccin. La medida de la rapidez de reaccin implica la
medida de la concentracin de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo,
esto es, para medir la rapidez de una reaccin necesitamos medir ya sea la cantidad
de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que
aparece por unidad de tiempo.
La rapidez de reaccin se mide en unidades de concentracin/tiempo, esto es, en
(mol/l)/s es decir moles/(l*s).
Para una reaccin de la forma:
La ley de la velocidad de formacin es la siguiente:
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Donde VR es la rapidez de reaccin, (-CA) la disminucin de la concentracin del
reactivo en el tiempo t. Esta es la rapidez media de la reaccin, pues todas las
molculas necesitan tiempos distintos para reaccionar.
La velocidad de aparicin del producto es igual a la rapidez de la desaparicin del
reactivo. De este modo, la ley de la rapidez se puede escribir de la siguiente forma:
Este modelo necesita otras simplificaciones con respecto a:
La activacin qumica, es decir, la concentracin efectiva.La cantidad de los reactivos en proporcin a la cantidad de los productos y del
disolvente.La temperatura
La energa de colisinPresencia de catalizadoresLa presin parcial de gases
Orden de reaccin
Para cada reaccin se puede formular una ecuacin, sta describe cuntas partculas
del reactivo reaccionan entre s, para formar una cantidad de partculas del producto.Para una reaccin de la forma:
Esto significa, que dos partculas Acolisionan con una partcula B, una partcula Cy
una partcula Dpara formar el producto E.
Sin embargo, la probabilidad que cinco partculas colisionen y formen un producto
intermedio es baja. Realmente, el producto intermedio es formado por un par de
partculas y ste colisiona con las dems partculas y forma otros productos
intermedios hasta formar el producto E. Por ejemplo:
http://3.bp.blogspot.com/-6ORDv9_rp0I/UTYOu0iDFYI/AAAAAAAAAsM/1hPDDWIqpuY/s1600/f4.pnghttp://2.bp.blogspot.com/-R2VFoxuE4I0/UTYOukh4KrI/AAAAAAAAAs0/88uoUmf4qsk/s1600/f3.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-MeN5VYYSuWQ/UTYOumu9oUI/AAAAAAAAAso/EsjWsQON__Q/s1600/f2.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-6ORDv9_rp0I/UTYOu0iDFYI/AAAAAAAAAsM/1hPDDWIqpuY/s1600/f4.pnghttp://2.bp.blogspot.com/-R2VFoxuE4I0/UTYOukh4KrI/AAAAAAAAAs0/88uoUmf4qsk/s1600/f3.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-MeN5VYYSuWQ/UTYOumu9oUI/AAAAAAAAAso/EsjWsQON__Q/s1600/f2.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-6ORDv9_rp0I/UTYOu0iDFYI/AAAAAAAAAsM/1hPDDWIqpuY/s1600/f4.pnghttp://2.bp.blogspot.com/-R2VFoxuE4I0/UTYOukh4KrI/AAAAAAAAAs0/88uoUmf4qsk/s1600/f3.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-MeN5VYYSuWQ/UTYOumu9oUI/AAAAAAAAAso/EsjWsQON__Q/s1600/f2.png -
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La descomposicin de la reaccin principal en llamadas reacciones elementales y el
anlisis de stas nos muestran exactamente cmo ocurre esta reaccin.
Por medio del mtodo experimental o por premisas se puede determinar la
dependencia de la rapidez de las reacciones elementales con las concentraciones de
los componentes A, B, Cy D.
El orden de reaccin est definido como la suma de los exponentes de las
concentraciones en la ley de la velocidad de la reaccin. ste es llamado tambin
orden total de reaccin, pues el orden depende del reactivo que se analice. El orden
de las reacciones se determina experimentalmente.
Factores que afectan a la velocidad de las reacciones
Existen varios factores que afectan la rapidez de una reaccin qumica: la
concentracin de los reactivos, la temperatura, la existencia de catalizadores y la
superficie de contacto tanto de los reactivos como del catalizador. Los catalizadores
pueden aumentar o disminuir la velocidad de reaccin.
Temperatura
Por norma general la rapidez de reaccin aumenta con la temperatura porque al
aumentarla incrementa la energa cintica de las molculas, stas se mueven ms
rpido y chocan con mayor frecuencia y con ms energa. El comportamiento de la
constante de rapidez o coeficiente con respecto a la temperatura puede ser descrito a
travs de la ecuacin de Arrhenius.
Dnde:k: Constante cintica (dependiente de la temperatura)A: Factor pre exponencial o factor de frecuencia. Refleja la frecuencia de las
colisiones.Ea: Energa de activacin expresada en J/mol*RR: Constante universal de los gases su valor es 8.314J*K-1*mol-1T: Temperatura absoluta [K]
http://3.bp.blogspot.com/-BfE9Tv02j5o/UTYOvIBeUZI/AAAAAAAAAsk/6Ej3cNTOhcQ/s1600/f6.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-1UhnxDcMMxM/UTYOvDQcHLI/AAAAAAAAAss/2KLlf8GK6Jo/s1600/f5.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-BfE9Tv02j5o/UTYOvIBeUZI/AAAAAAAAAsk/6Ej3cNTOhcQ/s1600/f6.pnghttp://3.bp.blogspot.com/-1UhnxDcMMxM/UTYOvDQcHLI/AAAAAAAAAss/2KLlf8GK6Jo/s1600/f5.png -
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Al linealizarla se tiene que el logaritmo de la constate de rapidez es inversamente
proporcional a la temperatura como sigue:
Para un buen nmero de reacciones qumica la rapidez se duplica aproximadamente
cada 10 grados centgrados.
La obtencin de una ecuacin que pueda emplearse para predecir la dependencia de
la rapidez de reaccin con las concentraciones de reactivos es uno de los objetivos
bsicos de la cintica qumica. Esa ecuacin, que es determinada de forma empricarecibe el nombre de ecuacin de rapidez. De este modo si consideramos de nuevo
hipotticamente que la velocidad de reaccin v puede expresarse comov=k[A]n[B]m,
los trminos entre corchetes sern las molaridades de los reactivos y los exponentes y
coeficientes que, salvo en el caso de una etapa elemental no tienen por qu estar
relacionados con el coeficiente estequiomtrico de cada uno de los reactivos. Lo
valores de estos exponentes se conocen como orden de reaccin.
Presin
En una reaccin qumica, si existe una mayor presin, la energa cintica de las
partculas va a aumentar y la reaccin se volver ms rpida al igual que en los gases
que el aumentar su presin aumenta tambin el movimiento de sus partculas y, por
tanto, la rapidez de reaccin es mayor.
Luz
La luz es una forma de energa. Algunas reacciones, al ser iluminadas, se producen
ms rpidamente, como ocurre en el caso de la reaccin entre el cloro y el hidrgeno.
En general, la luz arranca electrones de algunos tomos formando iones, con lo queaumenta considerablemente la velocidad de reaccin.
La ley de Arrhenius y la energa de activacin
Energa de activacin
En 1988, el qumico sueco Svante Arrhenius sugiri que las molculas deben poseer
una cantidad mnima de energa para reaccionar. Esa energa proviene de la energa
cintica de las molculas que colisionan. La energa cintica sirve para originar lasreacciones, pero si las molculas se mueven muy lento, slo rebotan al chocar con
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otras molculas y la reaccin no sucede. Para que reaccionen las molculas, stas
deben de tener una energa cintica total que sea igual o mayor que cierto valor
mnimo de energa, llamada energa de activacin (Ea). Para que se lleve a cabo la
reaccin es necesario tambin que las molculas estn orientadas correctamente. La
constante de la velocidad de una reaccin (k) depende tambin de la temperatura yaque la energa cintica depende de ella. La relacin entre k y la temperatura est dada
por la ecuacin de Arrhenius:
O tambin, expresada en forma de logaritmo (Ley de Arrhenius):
Equilibrio Qumico
El equilibrio qumico es el estado en el que las actividades qumicas de las
concentraciones de los reactivos y productos no tienen ningn cambio neto en eltiempo. Normalmente ste sera el estado que se produce cuando el procesoqumico evoluciona hacia adelante en la misma proporcin que su reaccininversa. La velocidad de reaccin de las reacciones directa e inversa por lo generalno son cero, sin embargo, son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de lasconcentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina equilibriodinmico. El concepto de equilibrio qumico fue desarrollado despus de queBertholle (1803) encontrase que algunas reacciones qumicas son reversibles.Para que una reaccin, tal como:
pueda estar en equilibrio, las velocidades de reaccin directa e inversa tiene queser iguales. Esta ecuacin qumica con flechas apuntando en ambas direccione espara indicar el equilibrio, A y B son las especies qumicas que reaccionan, S y Tson los productos y , , yson los coeficientes estequiomtricos de losreactivos y los productos.
Desarrollo
De acuerdo a la reaccin global que se llevar a cabo:
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1.- Se prepararn 3 diferentes experimentos, mezclando agua destilada, solucin de
vitamina C, solucin de yodo, solucin de perxido de hidrgeno y una solucin de
almidn al 0.3%, los cuales describen a continuacin.
2.-El experimento 1 se realiza etiquetando dos matraces Erlenmeyer de 250 ml, unocon A y otro B, los cuales debers preparar segn la tabla siguiente:
Soluciones preparadas
Experimento 1
Experimento 1 Agua (ml) Vitamina C (ml) Solucin de I2 (ml) Volumen total(ml)
Matraz A 62 4 4 70
Experimento 1 Agua (ml) Perxido al 3% (ml) Almidn al 3%(ml)
Volumen total(ml)
Matraz B 60 15 2 77
a) Para el matraz A se midieron las cantidades indicadas en la tabla en el siguiente
orden: 62 ml de agua, 4 ml de vitamina C, 4 ml de I 2, usando una pipeta para cada
reactivo a excepcin del agua (para medir el agua se us una probeta) con la finalidad
de no mezclar las sustancias entre s y prevenir que la reaccin empezara antes detiempo.
b) El mismo procedimiento se sigui para el contenido del matraz B usando sus
respectivas probetas y pipetas para cada reactivo.
c) El matraz A se sumergi en un vaso de precipitado de 600 ml con 1/3 de agua a
temperatura ambiente. Se introdujo un agitador magntico y un termmetro dentro de
l. Todo el sistema se coloc sobre una mufla.
d) El matraz B se sumergi en un vaso de precipitados de 250 ml lleno a 1/3 de su
capacidad de agua a temperatura ambiente y se le introdujo un termmetro.
http://1.bp.blogspot.com/-tCiEbP7bCZI/UTi3dEGfYOI/AAAAAAAAAtQ/6e2ezrV_t4Q/s1600/IMG_1839.JPG -
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e) se comprob que ambos sistemas estuvieran a la misma temperatura.
f) una vez igualadas las temperaturas de los sistemas, se inici la agitacin magntica
del matraz A.
g) Se agreg el contenido del matraz B al matraz A, al mismo tiempo que se inici el
conteo con el cronmetro.
h) El tiempo se detuvo una vez que se detect el cambio de coloracin en el contenido
del matraz A. Los resultados se anotaron en la bitcora. Todo el experimento ocurri a
temperatura ambiente.
Experimento 1
RESULTADOS:
Determinacin del orden de reaccin y la energa de activacin
Registro de datos
Experimento 1
Temperatura ambiental de matraces: A y B 24 C
Registro del tiempo obtenido: 22 minV inicial= ([Vitamina C]/t reaccin)
http://3.bp.blogspot.com/-o14_eit2aHo/UTi3lQljkpI/AAAAAAAAAtY/THYvOIkxyS0/s1600/IMG_1844.JPG -
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V inicial = [0.0946 M]/ (0.05*79200)V inicial = 0.000023889 M/L*s
Objetivos especficos de esta prctica: Determinar el efecto de la concentracin y la temperatura en la velocidad de la reaccin.
Observar la respuesta de un sistema en equilibrio ante cambios de concentracin, volumen
y temperatura.
Calcular la constante de equilibrio (ley de accin de masas) de una reaccin qumica.
Introduccin
Para el desarrollo de esta prctica se tiene como objetivo general el conocer la velocidad
de reaccin en un experimento. esto conlleva a conocer como trabaja la reaccin, el
tiempo que tardara en reaccionar, como afecta la temperatura, la concentracin dereactivos, etctera Como sucedi en otras practicas se seguir trabajando con
las preparacin y clculos de algunas reacciones, se calcular la ley de la velocidad
de reaccin en el cuestionario as como conceptos bsicos de cintica qumica en general.
DESARROLLO EXPERIMENTO 1para el desarrollo de este experimento se hicieron distintas soluciones de vitamina C, I2 y
almidn. las operaciones se muestran a continuacion:
http://1.bp.blogspot.com/-39vhZX7y5DA/UTY2P_l4enI/AAAAAAAAAuI/jJVrd--_fK0/s1600/CALCULOS+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-uKMAy05clXs/UTYGRK8hF2I/AAAAAAAAAr4/CQU30cyRF60/s1600/PORTADA.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-39vhZX7y5DA/UTY2P_l4enI/AAAAAAAAAuI/jJVrd--_fK0/s1600/CALCULOS+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-uKMAy05clXs/UTYGRK8hF2I/AAAAAAAAAr4/CQU30cyRF60/s1600/PORTADA.JPG -
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Una vez realizados los calculos necesarios se prepararon las soluciones de acuerdo a la
siguiente tabla:
Cabe mencionar que para la preparacin de las sustancias se tomaron medidas estrictasen cuanto a su preparacin (orden de adicin y el no revolver las pipetas y/o probetas
pues se procuro etiquetar todo para no cometer errores.
Se etiquetaron 2 matraces Erlenmeyer con las letras A y B; en el A se verti la cantidad
necesaria de agua, vitamina C y Yodo, mientras en el matraz B se coloco agua, Perxido y
Almidn. se agitaron bien y se metieron a bao Mara en 2 vasos de precipitados a
temperatura ambiente para nivelar su temperatura y con ayuda de los termmetros se
logro llegar a una temperatura de 25C.
la siguiente imagen muestra como se realizo este procedimiento:
http://1.bp.blogspot.com/-MNP0_U72r5w/UTY2RIUQA7I/AAAAAAAAAt0/aX1tlSfjw0o/s1600/TABLA+E-1.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-erExKIDiFbM/UTY2PzUY-nI/AAAAAAAAAs0/wrmp-Hhpukg/s1600/CALCULOS+1..PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-I1g1NqbnYSs/UTY2P2fCXGI/AAAAAAAAAuE/Raw7sVsyt5Q/s1600/CALCULOS+3.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-MNP0_U72r5w/UTY2RIUQA7I/AAAAAAAAAt0/aX1tlSfjw0o/s1600/TABLA+E-1.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-erExKIDiFbM/UTY2PzUY-nI/AAAAAAAAAs0/wrmp-Hhpukg/s1600/CALCULOS+1..PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-I1g1NqbnYSs/UTY2P2fCXGI/AAAAAAAAAuE/Raw7sVsyt5Q/s1600/CALCULOS+3.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-MNP0_U72r5w/UTY2RIUQA7I/AAAAAAAAAt0/aX1tlSfjw0o/s1600/TABLA+E-1.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-erExKIDiFbM/UTY2PzUY-nI/AAAAAAAAAs0/wrmp-Hhpukg/s1600/CALCULOS+1..PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-I1g1NqbnYSs/UTY2P2fCXGI/AAAAAAAAAuE/Raw7sVsyt5Q/s1600/CALCULOS+3.PNG -
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Una vez vez niveladas las temperaturas se empez a agitar el matraz A y B y despus se
mezclaron solo en el matraz A. En ese momento se estaba ocupando la parrilla y el
agitador magntico pues se estaba llevando a cabo el experimento 3 que requera de un
mayor tiempo pues se disminuyo la temperatura de la solucin (explicado mas adelante).
por esta razn se procedi a agitar el matraz manualmente con las manos cerrndolo con
un tapn para no perder solucin. Lo que se esperaba era una reaccin reloj en la cual
la reaccin qumica termina cuando cambia de color.
La reaccion se desarrollo con algo de velocidad pues solo tardo 18 minutos con 35
segundos (aproximadamente) en cambiar de color, se una solucin incolora paso a
un oscuro como el siguiente:
http://2.bp.blogspot.com/-inWHUOHlD_A/UTY2QpgNv5I/AAAAAAAAAtM/kCPOyiT4Wts/s1600/PROCEDIMIENTOS.jpg -
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DESARROLLO EXPERIMENTO 2
para ste se realizo el mismo procedimiento que el experimento anterior, simplemente se
cambio la concentracin de Vitamina C, a continuacin el calculo:
Tambin variaron las concentraciones de los dems reactivos:
Al realizar este experimento se cometi un error pues no se logro que se efectuara
la reaccin correctamente. Se prepararon las soluciones en los matraces y con las
concentraciones correspondientes, y para poder compararlo con el experimento
1 tambin se agito manualmente sin embargo, despus de estar agitando por un periodo
de tiempo mayor a 1 hora y por haber acabado la clase, no cambio su coloracin.
http://4.bp.blogspot.com/-1EUy-hewYmM/UTY_aO4oUBI/AAAAAAAAAuc/OMrVcE58dgg/s1600/tabla+E-2.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-qeLXEBA2QKU/UTY2QWxiaII/AAAAAAAAAtY/fGZzjSNmbe4/s1600/CALCULOS+6.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-T3WHxydiF4c/UTY99PzLKFI/AAAAAAAAAuU/BEkrnnSfPqc/s1600/experimento+1.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-1EUy-hewYmM/UTY_aO4oUBI/AAAAAAAAAuc/OMrVcE58dgg/s1600/tabla+E-2.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-qeLXEBA2QKU/UTY2QWxiaII/AAAAAAAAAtY/fGZzjSNmbe4/s1600/CALCULOS+6.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-T3WHxydiF4c/UTY99PzLKFI/AAAAAAAAAuU/BEkrnnSfPqc/s1600/experimento+1.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-1EUy-hewYmM/UTY_aO4oUBI/AAAAAAAAAuc/OMrVcE58dgg/s1600/tabla+E-2.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-qeLXEBA2QKU/UTY2QWxiaII/AAAAAAAAAtY/fGZzjSNmbe4/s1600/CALCULOS+6.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-T3WHxydiF4c/UTY99PzLKFI/AAAAAAAAAuU/BEkrnnSfPqc/s1600/experimento+1.jpg -
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El error lo podemos atribuir a distintos factores como: errores al preparar las soluciones o
no limpiar bien los instrumentos utilizados de la practica anterior. Al no haber respuesta se
pregunt a otros equipos sobres sus tiempos de este experimento, y en sus resultados el
tiempo fue menor a comparacin de las otras 2 prcticas.
DESARROLLO EXPERIMENTO 3
Para esta parte se volvi a experimentar con los factores que afectan la velocidad de
reaccin, en este caso con la temperatura. se utilizaron las concentraciones del
experimento 1 para la creacin de las soluciones en los matraces A y B, solo que ahora se
utilizaron vasos de precipitado con agua y hielo para hacer bao Mara a los matraces
y as bajar la temperatura. Se consigui bajar la temperatura hasta los 19C.
Los volmenes utilizados por solucin para la mezcla en los matraces fue de:
En el desarrollo, se coloc el matraz A con las mezclas en la mofla con un
agitador magntico (fue el unico experimento que utiliz como agitador ste sistema), latarea del agitador magntico era girar en el centro del matraz dentro de la solucin a una
velocidad constante y sin parar.
El proceso dur poco mas de 52 minutos (dato especifico en tablas posteriores) por lo que
fue el mas tardado, con esto quedo comprobado que al bajar la temperatura de un sistema
se afecta su velocidad de reaccin disminuyndola tambin, y viceversa.
DESARROLLO EXPERIMENTO 4En este experimento se utilizaron 2 soluciones de cromato y dicromato de potasio, ambas
al 1M en una solucin de 20 ml. Los clculos son los siquientes:
http://2.bp.blogspot.com/-3e9T-cl2Ayw/UTi3X0IYkPI/AAAAAAAAAxE/h6p_5Szae3U/s1600/tabla+E-3.PNG -
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tubos A y B con cromato de potasio y C y D con dicromato de potasio
cambio de coloracion al reaccionar
RESULTADOS:
Determinacin del orden de reaccin y la energa de activacin
Tabla 1 de registro de datos
Experimento 1
Temperatura ambiental de matraces A y B __________25C________
Registro de los tiempo obtenidos
http://2.bp.blogspot.com/-9izaLMwfs0U/UTjg7rkIzrI/AAAAAAAAAyg/dXjK4O59XtE/s1600/experimento+4-2.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-F5QQjfVd0mA/UTjg7gftsQI/AAAAAAAAAyc/mihG9CbpOMw/s1600/experimento+4-1.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-9izaLMwfs0U/UTjg7rkIzrI/AAAAAAAAAyg/dXjK4O59XtE/s1600/experimento+4-2.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-F5QQjfVd0mA/UTjg7gftsQI/AAAAAAAAAyc/mihG9CbpOMw/s1600/experimento+4-1.jpg -
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Experimento 2
Temperatura ambiente de matraces A y B____________25C__________
Registro de los tiempo obtenidos
1.- Tomando los experimentos 1 y 2 y suponiendo que obtener el orden de reaccin para la vitamina C.
La ley de Arrhenius y la energa de activacin
Temperatura del experimento fro a bao Mara:_____19C____
Registra los tiempos obtenidos (Experimento 3):
Bajo las condiciones experimentales que has adoptado se cumple:
T1=temperatura Exp1
T3=temperatura Exp3
t1=tiemporeaccinExp1
t3=tiemporeaccinExp3
Calcula entonces la energa de activacin haciendo uso de los datos cinticos a T ambiente (T1) y a la
temperatura del bao fro (T3). Expresa el resultado en KJ/mol con dos cifras significativas.
R=8.31J/mol K
http://3.bp.blogspot.com/-qWr5qSjnISs/UTjeHHbGKkI/AAAAAAAAAyI/u87_DOoiw4w/s1600/RESULTADOS+2.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-Fv3tFeeLn3o/UTjeG48YO7I/AAAAAAAAAyE/KlOg2Nqh4qI/s1600/RESULTADOS+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-eePTNM6HfwM/UTjdjjmjJcI/AAAAAAAAAxs/yzEyqx3-5bE/s1600/tabla+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-6zFgf29CE2M/UTjdS0C3WlI/AAAAAAAAAxk/JMSuItrGim0/s1600/tabla+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-cquOhNDJKoQ/UTjc9hHbNcI/AAAAAAAAAxY/zPsWsPm8OkY/s1600/tabla+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-qWr5qSjnISs/UTjeHHbGKkI/AAAAAAAAAyI/u87_DOoiw4w/s1600/RESULTADOS+2.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-Fv3tFeeLn3o/UTjeG48YO7I/AAAAAAAAAyE/KlOg2Nqh4qI/s1600/RESULTADOS+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-eePTNM6HfwM/UTjdjjmjJcI/AAAAAAAAAxs/yzEyqx3-5bE/s1600/tabla+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-6zFgf29CE2M/UTjdS0C3WlI/AAAAAAAAAxk/JMSuItrGim0/s1600/tabla+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-cquOhNDJKoQ/UTjc9hHbNcI/AAAAAAAAAxY/zPsWsPm8OkY/s1600/tabla+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-qWr5qSjnISs/UTjeHHbGKkI/AAAAAAAAAyI/u87_DOoiw4w/s1600/RESULTADOS+2.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-Fv3tFeeLn3o/UTjeG48YO7I/AAAAAAAAAyE/KlOg2Nqh4qI/s1600/RESULTADOS+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-eePTNM6HfwM/UTjdjjmjJcI/AAAAAAAAAxs/yzEyqx3-5bE/s1600/tabla+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-6zFgf29CE2M/UTjdS0C3WlI/AAAAAAAAAxk/JMSuItrGim0/s1600/tabla+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-cquOhNDJKoQ/UTjc9hHbNcI/AAAAAAAAAxY/zPsWsPm8OkY/s1600/tabla+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-qWr5qSjnISs/UTjeHHbGKkI/AAAAAAAAAyI/u87_DOoiw4w/s1600/RESULTADOS+2.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-Fv3tFeeLn3o/UTjeG48YO7I/AAAAAAAAAyE/KlOg2Nqh4qI/s1600/RESULTADOS+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-eePTNM6HfwM/UTjdjjmjJcI/AAAAAAAAAxs/yzEyqx3-5bE/s1600/tabla+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-6zFgf29CE2M/UTjdS0C3WlI/AAAAAAAAAxk/JMSuItrGim0/s1600/tabla+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-cquOhNDJKoQ/UTjc9hHbNcI/AAAAAAAAAxY/zPsWsPm8OkY/s1600/tabla+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-qWr5qSjnISs/UTjeHHbGKkI/AAAAAAAAAyI/u87_DOoiw4w/s1600/RESULTADOS+2.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-Fv3tFeeLn3o/UTjeG48YO7I/AAAAAAAAAyE/KlOg2Nqh4qI/s1600/RESULTADOS+1.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-eePTNM6HfwM/UTjdjjmjJcI/AAAAAAAAAxs/yzEyqx3-5bE/s1600/tabla+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-6zFgf29CE2M/UTjdS0C3WlI/AAAAAAAAAxk/JMSuItrGim0/s1600/tabla+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-cquOhNDJKoQ/UTjc9hHbNcI/AAAAAAAAAxY/zPsWsPm8OkY/s1600/tabla+1.PNG -
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Ea=________125.506705 kJ/mol__________
De acuerdo a datos proporcionados el valor de la energa de activacin debi ser entre 40 y 60 KJ, en
nuestro clculo nos dio una gran variacin de este resultado y se le puede atribuir a distintos factores. El
ms influyente fue al momento de agitar las 2 soluciones; la del experimento 1 se agito a mano, pues no
se contaba con otro agitador, y el calor corporal pudo haber influido en una mayor velocidad de reaccin.
En el experimento tres se uso un agitador magntico durante todo el proceso haciendo que la agitacin
fuera uniforme y no interviniera otra temperatura que no fuera la ambiental.
Equilibrio Qumico
Balancee la reaccin global
Hacia dnde se desplaz el equilibrio?
R=hacia los productos
Hacia dnde se desplaz el equilibrio?
R=hacia los reactivos
http://3.bp.blogspot.com/-0UKQMQhj3Ck/UTjgJMWioqI/AAAAAAAAAyY/sXKzrGNUJts/s1600/resultados+5.PNGhttp://2.bp.blogspot.com/-vscJ-Dn8jJU/UTjgJIIPh3I/AAAAAAAAAyM/RGgHRini9PU/s1600/resultados+4.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-_7ko6y3aPFk/UTjeHFhWqYI/AAAAAAAAAyA/bwWn1F1arX8/s1600/RESULTADOS+3.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-0UKQMQhj3Ck/UTjgJMWioqI/AAAAAAAAAyY/sXKzrGNUJts/s1600/resultados+5.PNGhttp://2.bp.blogspot.com/-vscJ-Dn8jJU/UTjgJIIPh3I/AAAAAAAAAyM/RGgHRini9PU/s1600/resultados+4.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-_7ko6y3aPFk/UTjeHFhWqYI/AAAAAAAAAyA/bwWn1F1arX8/s1600/RESULTADOS+3.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-0UKQMQhj3Ck/UTjgJMWioqI/AAAAAAAAAyY/sXKzrGNUJts/s1600/resultados+5.PNGhttp://2.bp.blogspot.com/-vscJ-Dn8jJU/UTjgJIIPh3I/AAAAAAAAAyM/RGgHRini9PU/s1600/resultados+4.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-_7ko6y3aPFk/UTjeHFhWqYI/AAAAAAAAAyA/bwWn1F1arX8/s1600/RESULTADOS+3.PNG -
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CONCLUSIN
como parte de los primeros tres experimentos pudimos notar como los diferentes factores que rodean al
experimento pueden alterar su velocidad de reaccin, el ejemplo mas claro es cuando se cambio la
temperatura del mismo, aqu se comprob que a menor temperatura la reaccin se llevara acabo mas
lenta y viceversa. Tambin se hizo otra comparacin en cuanto a la concentracin de reactivos, en este
caso se tuvo una complicacin o un descuido que no permiti que se llevara a cabo la reaccin, sin
embargo comparando con otros equipos el tiempo tuvo que haber sido menor al del primer experimento.
El cuarto experimento fue enfocado hacia el principio de Le Chatelier al ver como cambiaban de color el
cromato y dicromato de potasio por sus colores contrarios.
3.-En un estudio cintico de la reaccin:
2SiO(g) + O2(g) ----->2SiO(g)
Se obtuvieron los siguientes datos para las velocidades iniciales de la reaccin.
A) Obtenga la ley de la velocidad para esta reaccin
B) Obtenga la constante de velocidad para esta reaccin
http://2.bp.blogspot.com/-LeEsRGaQ7uU/UTZTF7XfrjI/AAAAAAAAAwk/Tt_mjwqSFNk/s1600/formula+1.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-3iDGsC3E1i8/UTZSlJ73YHI/AAAAAAAAAwc/cEIABWYjLUY/s1600/tabla+cuestionario.PNGhttp://2.bp.blogspot.com/-LeEsRGaQ7uU/UTZTF7XfrjI/AAAAAAAAAwk/Tt_mjwqSFNk/s1600/formula+1.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-3iDGsC3E1i8/UTZSlJ73YHI/AAAAAAAAAwc/cEIABWYjLUY/s1600/tabla+cuestionario.PNG -
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http://3.bp.blogspot.com/-horrI2i79MA/UTZU8yfU3aI/AAAAAAAAAw0/gTOvB35_nv4/s1600/formula+3.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-horrI2i79MA/UTZU8yfU3aI/AAAAAAAAAw0/gTOvB35_nv4/s1600/formula+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-pgLlS49fvKQ/UTZUNDRlzgI/AAAAAAAAAws/VeGHrS6e2A8/s1600/formula+2.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-horrI2i79MA/UTZU8yfU3aI/AAAAAAAAAw0/gTOvB35_nv4/s1600/formula+3.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-pgLlS49fvKQ/UTZUNDRlzgI/AAAAAAAAAws/VeGHrS6e2A8/s1600/formula+2.PNG -
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FACUL TAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
LABORATORIO DE FSICO - QUMICA
TABLA DE CONTENIDOS
Pg.
Introduccin
Resumen...
Principios Tericos..
Tabulacin de Datos ....
Tabulacin de Resultados
Obtencin de los resultados..
Anlisis y Discusin de Resultados
Conclusiones...
Recomendaciones
Bibliografa.
Apndice...
INTRODUCCIN
En este experimento estudiamos la velocidad de descomposicin cataltica del perxido dehidrgeno, donde determinamos experimentalmente la constante de velocidad y donde
vemos que el peroxido se descompone con produccin de oxgeno, espontnea y muylentamente.
Vemos que el catalizador no reacciona con el peroxido ni interviene en la reaccin si no loque hace es acelerar el proceso.
El trmino catlisis agrupa al conjunto de procedimientos y conocimientos que permitenque la velocidad con la que trascurre una reaccin se incremente in-situ.
El concepto de velocidad de reaccin traduce la rapidez con la que en un sistema seproduce una transformacin qumica. La reaccin qumica global se lleva a cabo a travsde etapas las cuales en su conjunto constituyen el mecanismo de reaccin. La velocidadse define en trminos de parmetros que pueden ser medidos durante la transformacin;as, podemos definirla como la variacin de la concentracin de uno de los reactivos quedesaparece, o de uno de los productos que aparece, en el sistema respecto del tiempo.
RESUMEN
En este informe nuestros objetivos fueron como determinar mediante mtodos grficos elOrden, la Constante de Velocidad y de Energa de Activacin de una reaccin, a su veztambin fue el de dar a entender la tremenda significacin que tienen estos clculos en lasreacciones qumicas haciendo posibles las predicciones de ellas a determinadascondiciones.
Las condiciones a las que se trabajo esta prctica fueron las siguientes: P(mmHg) =756,
Temperatura(C) = 19 y humedad relativa (HR%)=92.
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PROCEDIMIENTO
Primero colocamos en el reactor 1ml de solucin catalizadora (FeCl3) y 8ml de aguadestilada, y lo introducimos en el termostato (primero a25C y luego a 35C).
Acto seguido nivelamos el nivel de la bureta. Luego de 10 minutos de estar en el
termostato, en el reactor vertimos 1ml de perxido de hidrgeno, cerramos el reactor conel tapn y agitamos. La llave superior se mantiene abierta durante 1 minuto y luego secierra.
Luego nivelamos el agua de la bureta y del vaso nivelador y realizamos la primeramedicin. Continuamos tomando mediciones de tiempo cada 30 segundos hasta que ladiferencia entre mediciones sea mnima (observamos que a 35 C el intervalo es menorque en el de 25C).
A continuacin sumergimos el reactor en un bao de agua en ebullicin, donde semantiene hasta la descomposicin total del perxido.
Finalmente cambiamos el reactor a un bao de agua que se encuentra a temperaturainicial de trabajo(25 35 C), lo mantenemos hasta observar que el nivel de la bureta semantiene constante, luego igualando la presin externa con el recipiente indicadormedimos el volumen final (38.5 ml a 25C y 40.5ml a 35 C).
Obteniendo as la Energa de Activacin de la reaccin().
Podemos concluir que en el experimento de catlisis la liberacin de oxgeno se obtienems rpidamente con el aumento de temperatura. Esto lo podemos atribuir a que lasmolculas del compuesto vibran a una mayor velocidad a causa de la mayor temperatura.
Como recomendacin final se debe tomar una mayor cantidad de mediciones a diversastemperaturas con lo cual podramos sacar valores promedios de energa de activacin,concentraciones, etc.
DATOS TERICOS
CATALISIS
Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reaccin y que puederecuperarse al final en su estructura original. Si una sustancia disminuye la velocidad de
una reaccin, se denomina inhibidor o catalizador negativo.La velocidad de una reaccin esta determinada por las velocidades de las variasreacciones que hacen parte de su mecanismo.
El concepto de velocidad de reaccin traduce la rapidez con la que en un sistema seproduce una transformacin qumica. La reaccin qumica global se lleva a cabo a travsde etapas las cuales en su conjunto constituyen el mecanismo de reaccin. La velocidadse define en trminos de parmetros que pueden ser medidos durante la transformacin;as, podemos definirla como la variacin de la concentracin de uno de los reactivos quedesaparece, o de uno de los productos que aparece, en el sistema respecto del tiempo.
La funcin general de un catalizador consiste simplemente en suministrar un mecanismoadicional por medio del cual los reaccionantes puedan transformarse en productos. Estemecanismo alterno tiene una energa de activacin menor que la energa de activacin del
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mecanismo en ausencia del catalizador, de manera que la reaccin catalizada es msrpida. Consideremos los reaccionantes A, transformndose en los productos B por mediode un mecanismo no catalizador, a una velocidad Vo. Si suministramos un mecanismoadicional por medio de un catalizador, de modo que B se forma a una velocidad Vcmediante el mecanismo cataltico, entonces la velocidad total de formacin de B es la
suma de las velocidades de formaciones en cada trayectoria.a) reaccin no catalizada : Velocidad = Vo
b) reaccin catalizada : Velocidad = Vo + Vc
Acontece a menudo que en ausencia de un catalizador, la reaccin es considerablementebaja, Vo = 0, por tanto, V = Vc. La velocidad Vc, generalmente es proporcional a laconcentracin del catalizador.
Para que una catalizador funcione de esta manera debe combinarse qumicamente ya seacon uno o mas de los reaccionantes, o al menos con una de las especies intermediasenvueltas. Como tiene que regenerarse despus de una serie de reacciones el catalizador
puede actuar indefinidamente. Como resultado, una pequea porcin del catalizadorproduce un gran aumento de reaccin, as como una mnima concentracin de radicalesen una reaccin en cadena origina una gran cantidad de producto.
La reaccin de un inhibidor no describirse tan sencillamente, ya que puede actuar dediferentes maneras. Un inhibidor puede disminuir una reaccin en cadena, en forma deradicales, combinndose con los mismos radicales; el oxido ntrico funciona de estamanera. En otros casos, el inhibidor es consumido al combinarse con uno de losreaccionantes y solo retrasa la reaccin hasta agotarse. Algunos inhibidores pueden"envenenar" una traza de un catalizador cuya presencia no se sospechaba.
De manera general, las caractersticas de una reaccin pueden ser determinadas si se
conoce a cada instante la composicin qumica del sistema. En la mayora de lasreacciones, la velocidad de transformacin es proporcional a la concentracin de reactivoselevados a una potencia; por ejemplo para la reaccin
A + BProductos
V [A]p[B]q , o V = k[A]p[B]q
donde
k = constante de proporcionalidad
(constante de velocidad)
p y q = rdenes parciales de reaccin
p + q = n = orden global de reaccin
Los rdenes de velocidad pueden ser enteros, fraccionarios, positivos, negativos, o auncero. En general este orden no est relacionado con la estequiometra de la reaccin, sinoms bien con el mecanismo de la misma.
Para que una reaccin qumica se lleve a cabo, es necesario suministrar una ciertacantidad de energa a las molculas de reactivo. Esto puede ser representado de la
manera siguiente para la reaccin anterior (Figura 1).
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Figura 1. Diagrama de energa potencial para una reaccin exotrmica.
Las molculas de A y B son "activadas" de manera que se favorezca su combinacin parallegar a un cierto "estado de transicin" o "complejo activado" (ABen el diagrama), el cualal descomponerse puede dar lugar a los productos. La barrera energtica que separa losreactivos de los productos se denomina energa de activacin. La velocidad de reaccindepende de esa energa de activacin a travs de la constante de velocidad (k). Estaconstante de velocidad depende tambin de la temperatura y la forma matemtica derepresentarla es a travs de la llamada ley de Arrhenius.
Donde: k = constante de velocidad
k0 = factor preexponencial
Ea = energa de activacin
R
= constante de los gases
ideales
T = Temperatura en grados K
De la ecuacin de Arrhenius podemos observar que la dependencia de la velocidad dereaccin con respecto a la barrera energtica (Ea) es inversamente exponencial.
El trmino k0o factor preexponencial comprende el nmero de choques efectivos entre lasmolculas de reactivo encontrando su origen en la teora cintica de los gases. El trminoexponencial que incluye la energa de activacin en la ecuacin anterior es mayor que eltrmino preexponencial (k0) siendo por tanto generalmente el factor determinante de lavelocidad de una reaccin qumica. En la figura anterior se observa que los productos seencuentran en un nivel energtico menor que los reactivos, lo que significa que durante lareaccin se ha producido un desprendimiento de energa (generalmente en forma de
calor). La reaccin en cuestin se denomina entonces exotrmica. Si se hubiera producidoel fenmeno inverso la reaccin sera endotrmica.
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W. Ostwald fue el primero en sealar que la presencia de un catalizadoren el sistema dereaccin se limita a modificar la velocidad de la transformacin. El catalizador no seconsidera ni reactivo ni producto en la reaccin.
Otras definiciones de catalizador son:
- Un catalizador es una sustancia que sin estar permanentemente involucrada en lareaccin, incrementa la velocidad con la que una transformacin qumica se aproxima alequilibrio.
- Un catalizador es una sustancia que qumicamente altera un mecanismo de reaccin ascomo la velocidad total de la misma, regenerndose en el ltimo paso de la reaccin.
Las principales caractersticas que distinguen a un catalizador son:
a)Un catalizador no puede actuar en reacciones termodinmicamente imposibles(Go>0). Esto literalmente significa que un catalizador no hace milagros. De la mismaforma que la termodinmica establece que no puede existir la mquina de movimiento
perpetuo, tambin delimita el campo de accin de los catalizadores.b)Para una reaccin en equilibrio,
el catalizador no modifica el valor de la constante de equilibrio Ke=. Como consecuencia de lo anterior, un aumento de la velocidad en una direccin esacompaado por un aumento similar en la constante de velocidad de la reaccin inversa(k2). En un sentido prctico esto quiere decir que un catalizador de una reaccin lo esigualmente para la reaccin inversa.
Esta condicin se aplica igualmente al mecanismo cataltico bajo el principio demicrorreversibilidad que dice que la reaccin debe seguir los mismos pasos en un sentidoo en el otro.
c) El catalizador puede tener uno o dos efectos sobre un sistema, un efecto acelerador oun efecto orientador. En el segundo caso, la funcin cataltica se observa en la variacinde los valores de selectividad de un proceso cuando varias direcciones sontermodinmicamente posibles. As por ejemplo, el alcohol etlico puede descomponersesegn las reacciones siguientes
I
II
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La utilizacin de xido de zinc como catalizador conduce casi exclusivamente a lareaccin I. Si se emplea cobre como catalizador, la reaccin IIse produce en mayorextensin.
El hecho de que el catalizador abra una nueva ruta de reaccin tambin se puede traduciren que la reaccin llegue a otro lugar diferente del que desebamos!
TABULACIN DE DATOS
1.-Volmenes Utilizados:
Tabla N1
Catalizador(FeCl3) H2 O Perxido (H2O2)
Volmenes (ml) 1 8 1
2.-Volmenes Experimentales (25C):
Tabla N2
Tiempo(s) Vt(ml) Tiempo(s) Vt(ml) Tiempo(s) Vt(ml)
30 1 420 12.3 810 20.2
60 2.5 450 13.1 840 21
90 3.5 480 13.7 870 21.4
120 4.5 510 14.4 900 22.1
150 5.4 540 15.3 930 22.8
180 6 570 15.5 960 23.3
210 7 600 16.3 990 23.8
240 7.7 630 16.9 1020 24.3
270 8.5 660 17.5 1050 24.7
300 9.4 690 18.1 1080 25
330 10.2 720 19 1110 25.2
360 11 750 19.5 1140 25.4
390 11.6 780 19.9 V 38.5
3.-Volmenes Experimentales (35C):Tabla N3
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Tiempo(s) Vt(ml) Tiempo(s) Vt(ml) Tiempo(s) Vt(ml)
30 2 300 18.5 570 29.8
60 4.5 330 21 600 30.4
90 7 360 21.8 630 31.3
120 8.6 390 23 660 32
150 10.2 420 24 690 32.5
180 11.6 450 25.5 720 33
210 13.5 480 26.5 750 33.2
240 15 510 27.6 780 33.4
270 16.9 540 29 V 40.5
TABULACIN DE RESULTADOS
1.-Valores de V:
Tabla N4
Temperatura (C)
Volumen Infinito V
(ml)
25 38.5
35 40.5
2.-Valores a 25 (C) :
Tabla N5
Tiempo(s)
V
- Vt log(Voc Vt) Tiempo(s)
V
- Vt log(Voc Vt)
30 37.5 1.57 600 22.2 1.35
60 36 1.56 630 21.6 1.33
90 35 1.54 660 21 1.32
120 34 1.53 690 20.4 1.31
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150 33.1 1.52 720 19.5 1.29
180 32.5 1.51 750 19 1.28
210 31.5 1.5 780 18.6 1.27
240 30.8 1.49 810 18.3 1.26
270 30 1.48 840 17.5 1.24
300 29.1 1.46 870 17.1 1.23
330 28.3 1.45 900 16.4 1.21
360 27.5 1.44 930 15.7 1.2
390 26.9 1.43 960 15.2 1.18
420 26.2 1.42 990 14.7 1.17
450 25.4 1.4 1020 14.2 1.15
480 24.8 1.39 1050 13.8 1.14
510 24.1 1.38 1080 13.5 1.13
540 23.2 1.37 1110 13.3 1.12
570 23 1.36 1140 13.1 1.12
3.-Valores a 35 (C) :
Tabla N6
Tiempo(s) V - Vt log(Voc Vt) Tiempo(s) V - Vt log(VocVt)
30 38.5 1.59 420 16.5 1.22
60 36 1.56 450 15 1.18
90 33.5 1.53 480 14 1.15
120 31.9 1.5 510 12.9 1.11
150 30.3 1.48 540 11.5 1.06
180 28.9 1.46 570 10.7 1.03
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210 27 1.43 600 10.1 1
240 25.5 1.41 630 9.2 0.96
270 23.6 1.37 660 8.5 0.93
300 22 1.34 690 8 0.9
330 19.5 1.29 720 7.5 0.88
360 18.7 1.27 750 7.3 0.86
390 17.5 1.24 780 7.1 0.85
OBTENCION DE LOS RESULTADOS
1.-Clculo de las Constantes de Velocidad (k1 y k2 ):
Entonces :
a.-La pendiente a la Temperatura de 25 C:
b.-La pendiente a la Temperatura de 35 C:
2.-Clculo de la Energa de Activacin ( Ea ):
ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
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Como hemos podido notar, cuando la temperatura se incrementa para realizar ladescomposicin, la velocidad tambin aumenta proporcionalmente.
Segn lo que indica la teora cintica para aumentos de temperatura en 10C, lasvelocidades deben variar entre 200% a 300% de donde se deduce que hay un porcentajede error en la energa de activacin.
CONCLUSIONES
Podemos concluir que en el experimento de catlisis la liberacin de oxgeno se obtiene msrpidamente con el aumento de temperatura. Esto lo podemos atribuir a que las molculas del
compuesto vibran a una mayor velocidad a causa de la mayor temperatura.
Al irse descomponiendo el perxido de Hidrogeno, el Oxgeno va desplazando al agua contenida enla bureta variando as su volumen los cuales son tomados por intervalos de tiempos definidos.
Observamos que los intervalos de tiempo van disminuyendo
Otra conclusin importante es que a mayor velocidad de reaccin mayor temperatura, esto se aprecia
en los grficos de Log(V4/(V4 -Vr) vs. t.
La constante de velocidad de una reaccin vara con la temperatura, son directamente proporcionalesya que al incrementarse la temperatura se incrementa la velocidad de reaccin
Por ltimo se observa que la energa de activacin es positiva lo que indica que el calor de activacines suministrado a las molculas, esto se debe que es el medio el que realiza el trabajo sobre el
sistema y no lo inverso.
RECOMENDACIONES
Para tener datos con mejores aproximaciones, recomendamos trabajar a diferentes temperaturas, asel valor de la energa de activacin tambin ser ms exacto.
As mismo, se debe tener en cuenta siempre el estado de los equipos de trabajo, al igual que losinstrumentos.
La medicin de los tiempos se debe realizar con un cronmetro para obtener mejores resultados.
Se recomienda tambin obstruir de la mejor manera posible el tubo de escape de gas al momento derealizarse la catlisis.
Es recomendable crear un sistema por el cual el medio se mantenga a una misma temperatura(temperatura experimental) con esto se lograra datos ms exactos con respecto a las
concentraciones.
Se debe tomar una mayor cantidad de mediciones a diversas temperaturas con lo cual podramossacar valores promedios de energa de activacin, concentraciones, etc.
BIBLIOGRAFIA
PONS MUZZO, G., Fisicoqumica, quinta edicin 1981. Pgs. 543-577.
SAMUEL B. NIGHT, Fundamentos de Fisicoqumica, Edit. Continental S.A. Segunda Edicin.Pgs. 361-384.
MARON S., PRUTTON C. Fundamentos de Fisicoqumica, 1era. edicin Limusa, Mxico, 1973.
CHANG, RAYMOND. Quimica , cuarta edicion, primera edicion en espaol, McGraw-Hill,Espaa,1997.
APENDICE
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Cuando se dice que las molculas se encuentran en estado activado? Como influye latemperatura?
Para que una reaccin qumica se lleve a cabo, es necesario suministrar una ciertacantidad de energa a las molculas de reactivo. Esto puede ser representado de lamanera siguiente para la reaccin anterior (Figura 1).
Figura 1. Diagrama de energa potencial para una reaccin exotrmica.
Las molculas de A y B son "activadas" de manera que se favorezca su combinacin parallegar a un cierto "estado de transicin" o "complejo activado" (ABen el diagrama), el cualal descomponerse puede dar lugar a los productos. La barrera energtica que separa losreactivos de los productos se denomina energa de activacin. La velocidad de reaccindepende de esa energa de activacin a travs de la constante de velocidad (k). Estaconstante de velocidad depende tambin de la temperatura (al aumentar la temperaturaaumenta la velocidad de reaccin esto se debe a que las molculas del compuesto vibrancon mayor rapidez) y la forma matemtica de representarla es a travs de la llamada leyde Arrhenius.