magnesio fisicoquimica producto
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8/18/2019 magnesio fisicoquimica producto
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Resumen
Se busca estudiar la cinética de reacción para la oxidación de distintos alcoholes en presencia de ácido crómico, de esta se busca
evaluar algunos factores que determinan la velocidad de reacción, específicamente la concentración de reactivos y el tipo de
reactivo. Raón por la cual se compara la velocidad entre distintos alcoholes !"tanol y #lcohol $encílico% a distintas
concentraciones. &on tal ob'etivo se definen distintos tratamientos en los cuales se varía la concentración de reactivos, esto se
repite una ve para el "tanol y otra para el #lcohol $encílico. "l sistema traba'ado posee la particularidad de emitir un color fuerte
cuando los reactivos están presentes y un color traslucido a medida que transcurre la reacción. &on el ob'etivo de poseer unamedida exacta de la cantidad de reactivo presente a cada momento de la reacción, se sirven las muestras en un espectrofotómetro
el cual mide la absorbancia a una longitud de onda de (()nm !absorbancia óptima para el color de reactivos%. *ediante una curva
de calibración y aplicando la ley de +ambert$eer se determina la concentración en función de la absorbancia. Se toman estas
medidas cada determinado tiempo. "ste cambio de concentración a través del tiempo permite determinar la tendencia de reacción
en cada momento y por lo tanto posibilita el uso adecuado del método diferencial- para determinar el orden de la reacción. "ste se
compara con resultados obtenidos mediante el método integral- y con los valores teóricos reportados en la literatura. +os
resultados muestran cierta discrepancia entre métodos para ambos alcoholes. ara el caso específico del "tanol se observa no solo
una discrepancia entre métodos sino un error relativo del )/0 con los valores teóricos reportados.
Palabras claves: (Oxido-Reducción, Etanol, Acido Bencílico, Espectrofotometría, ambert-Beer, !in"tica de reacción, Orden de
reacción#$
1 Metodología
1.1 Curva de calibración
Se prepararon 1 soluciones de dicromato a diferentes
concentraciones, se tomaron /,2-, /,(2, -, 2, 3, ( y ) ml de
la solución de dicromato en medio ácido, se introdu'eron en
balones y se completó el volumen a -/ml para
posteriormente ser medidos en el espectrofotómetro a una
longitud de onda de (()nm usando como blanco agua
destilada.
1.2 Oxidación del etanol.
Se tomaron (ml de la solución de dicromato en medio
preparada !1 concentraciones distintas% y se le a4adió -ml de
etanol, esto se sirve en distintas celdas de
espectrofotometría, se agitó rápidamente y se realió la
lectura tomando datos de la absorbancia cada minuto por -/
minutos luego cada ) minutos por 3/ minutos y finalmente
cada -/ minutos se tomaron 2 datos más.
1.3 Oxidación del ácido bencílico.+a oxidación del ácido bencílico se realió de manera
similar al numeral anterior. Se diferencia por la adición de
alcohol bencílico en ve de etanol. +as cantidades son las
mismas, pero se realia en un espectrofotómetro diferente.
Se mide cada minuto durante los primeros -/ minutos y los
siguientes 3/ minutos se registró cada 2 minutos
"s muy importante para ambos procedimientos agregar los
reactivos en cantidades iguales y al mismo tiempo. #sí
mismo al usar el espectrofotómetro es muy importante tomar
las mediciones de forma rápida para minimiar los efectos
de tener distintos tiempos para las muestras. +a otra fuente
de error es preparar de forma inadecuada las soluciones de
dicromato, es vital en este paso saber aforar bien para
asegurar la concentración deseada.
1.4 CálculosSe calculó la concentración de 5&r6(
para cada una de las
meclas utiliadas en la calibración se realió una gráfica de
absorbancia en función de concentración de 5&r6(. # partir
de esta se calcula la absortividad molar para el sistema con
etanol y para el sistema con acido bencilico. *ediante la ley
de +ambert$eer y con la absorbancia conocida sedetermina la concentración de dicromato en cada punto de
reacción.
ara cada uno de los sistemas estudiados, se realió una
gráfica de concentración en función del tiempo. # partir se
obtiene la primera deriva y al aplicar logaritmo a ambos se
determina mediante el método diferencial el orden de
reacción en cada caso
ara determinar el orden global de reacción mediante el
método integral, se construyeron para cada sistema una
gráfica de concentración de 5&r6( contra tiempo en
minutos, una de logaritmo natural de la concentración de
5&r6( contra tiempo en minutos y por 7ltimo una de -8
9 5&r6(: contra tiempo en minutos. ;odo lo anterior para
determinar cuál de las tres gráficas se a'usta me'or a las de
los órdenes de reacción cero, uno y dos. Sabiendo ya el
orden de reacción, se procedió a calcular la constante de
velocidad correspondiente.
2 Resultados y guía de cálculo&oncentración molar del ion 5&r6(
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Se graficó la curva de calibración de absorbancia en función
de la concentración del ion 5&r6(, en los cálculos se restó
la absorbancia del blanco de las otras absorbancias y no se
usó este punto, de concentración cero, en la curva. &on la
ecuación de la línea, su obtuvo el valor de la absortividad
molar , seg7n la ecuación de +ambert$eer, ecuación -, y
tomando l como - cm. +os valores de absortividad molar
calculados fueron /,-32 +=mol-
=cm-
.
A=ε·l·c !-%
&on la absortividad molar calculada y despe'ando la
ecuación - para la concentración, se utiliaron los datos de
absorbancia de los dos experimentos, reacción con etanol y
reacción con alcohol bencílico, para calcular la
concentración del ion 5&r6( en cada momento.
6rden de reacción y constante de velocidad
*étodo ?ntegral
Se realiaron las gráficas de 95&r6(: en función del tiempo,
ln 95&r6(: en función del tiempo y -89 5&r6(
: en función
del tiempo. @erificando con el coeficiente R 2, se escogieron
las gráficas con un coeficiente más cercano a -. "sto se
realió para las distintas concentraciones iniciales del ion en
los dos experimentos. &onociendo el orden de reacción, se
utiliaron las ecuaciones integradas de orden /, - y 2,
ecuaciones 2,3 y (, para calcular la constante de velocidad,
conociendo la concentración inicial, la concentración final y
el tiempo. +os resultados se muestran en la tabla -.
C f =C i−kt !2%
lnC f =lnC i−kt !3%
1
C f =
1
C i+kt !(%
;abla -. 6rden de reacción y constante de velocidad hallados por
método integral.
Etanollco!ol
bencílico
A -,B/C-/1 /,///32(
6rden de reacción / 2
*étodo Diferencial
ara calcular la velocidad instantánea a diferentes
concentraciones del ion 5&r6(, se realiaron gráficas de
concentración en función del tiempo, se obtuvo la ecuación
de la curva graficada y se calculó la derivada de la función
de la curva. Se reemplaó para distintos valores en el
tiempo, correspondientes a una concentración específica. Se
construyeron gráficas del logaritmo natural de la velocidad
en función del logaritmo natural de la concentración. De estagráfica se obtuvo la ecuación de la recta, y con esta se
calcularon los valores de la constante de velocidad y el
orden de reacción, seg7n la ecuación ), en la cual aE
corresponde al orden de reacción para el ion 5&r6(. +os
resultados se muestran en la tabla 2.
lnV A=a' lnC A+ ln k !)%
;abla 2. 6rden de reacción y constante de velocidad hallados por
método diferencial.
Etanollco!olbencílico
A /,///->< /,/-/>
6rden de reacción /,(
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−¿
HCrO4
¿
¿¿
v=k ap ¿
3 nálisis de resultados+a espectrofotometría se ha demostrado con anterioridad ser
un método de análisis muy potente y exacto2. "ste permite
determinar de forma muy precisa y exacta la concentración
de una sustancia en una mecla. Raón por la cual en este
experimento se espera una mayor exactitud que en las
prácticas de cinética anteriores. "sto se cumple parcialmente
al usar el método diferencial para hallar el valor del orden de
reacción. "l cual muestra un error relativo a los valores
teóricos menores al 3/0 para el ácido bencílico y cercanos
al )/0 para el etanol. "sto puede llegar a ser un error muy
significativo si se piensa en términos de procesos a grandesescalas, pero con el fin pedagógico de esta práctica se puede
afirmar al menos para el ácido bencílico, es posible
determinar o acercarse mediante el método diferencial al
orden de reacción. ara el etanol se obtienen valores poco
significativos que difieren mucho de lo esperado.
#l momento de comparar los resultados de los dos métodos
vemos una discrepancia significativa entre estos, con errores
relativos del )/0 nuevamente para el "tanol y cercanos al
3/0 para el ácido bencílico. "l método integral presenta un
error relativo aun mayor que el ya reportado para el
diferencial. +o cual nos permite concluir, al menos para este par de reacciones, que el método diferencial es más exacto.
Se calcula la propagación de error experimental por la
incertidumbre de los instrumentos de medición y se obtienen
valores del -/0. "s decir los errores aleatorios en esta
práctica fueron la principal fuente de error nuevamente.
" Conclusiones"s posible mediante el método diferencial determinar el
orden de reacción de la oxidación de m7ltiples alcoholes.
"ste método parece ser más precisos puesto que dichasreacciones parecieran tener un orden de reacción no entero
al revisar los resultados experimentales.
"l método diferencial parece más preciso que el integral al
menos para nuestro par de reacciones. "ntre estas el etanol
mostro un comportamiento mucho menos exacto e
impreciso, cosa contradictoria a lo esperado, ya que esta
reacción ocurre de forma más lenta, por lo cual se esperaría
menos error aleatorio !principal fuente de error en la
práctica%.
# Re$erencias!-% Romero, &. *.G $lanco, +. 5. ;ópicos de Huímica
$ásica, "xperimentos de +aboratorio, -