practica 4

5/7/2018 Practica 4 - slidepdf.com

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BENEMÉRITA UNIVERSIDADAUTÓNOMA DE PUEBLA

(B.U.A.P.)

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

LICENCIATURA EN QUÍMICO FARMACOBIOLOGO

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA II

PRACTICA N° 4

“REACCIÓN DE PSEUDO ORDEN”

ALUMNAS:

HERRERA TEJEDA LORENA JACOBO CHAVEZ SUSANA

MORALES LORANCA MARIA L.

PROFESOR (A):

HILDA LIMA LIMA



Fecha de entrega: 13-Julio-2011

PRACTICA N° 4

“RECCIÓ N DE PSEUDO ORDEN ”

REACCCION DE ESTUDIO:

2 Kl + K 2S2O8 l2 + 2K 2SO4

OBJETIVOS:

• Determinar el orden parcial de la reacción con relación alpersulfato de potasio.

• Determinar la constante de velocidad de la reacción a temperaturaconstante (ambiente).

HIPOTESIS:

De acuerdo con los objetivos generales de cualquier estudio cinético, enesta práctica se propone la determinación del orden de una reacciónquímica en disolución y su constante de velocidad utilizando la técnicade espectrofotometría visible

INTRODUCCIÓ N:

En los estudios de cinética químicaes importante determinar laexpresión de velocidad que dará laconcentración de uno o más de los

reactivos o productos como unafunción del tiempo y obtener laconstante de velocidad k. En ella seintenta seguir su curso por mediodel cambio de alguna propiedadfísica como puede ser presión,



absorbancia, conductividad, índice de refracción, Angulo de rotación dela luz polarizada, pH, etc.La cinética química, como ya se señaló antes, estudia el cambio de unaconcentración de reactivos o de productos con el transcurrir del tiempo.Dicho cambio se puede expresar mediante una ecuación diferencial

donde aparece la velocidad de la reacción química. Dicha velocidad sedefine como la tasa de cambio de la concentración de una especie con eltiempo:

v = d reactivodt =d productodt

Las reacciones químicas se denominan homogéneas, cuando ocurren enuna sola fase, y heterogéneas, cuando ocurren entre especies que seencuentran en diferentes fases.Las reacciones homogéneas en disolución acuosa, como por ejemplo:

aA + bB→cC + dD

No ocurren, habitualmente, en un solo paso, sino en varios, comoocurre, prácticamente, en todas las reacciones que incluyen más de dosmoléculas reactantes.El conjunto de todos los pasos elementales se conoce como elmecanismo de reacción. Uno de los objetivos principales de la cinéticaquímica es obtener información para ayudar al esclarecimiento de losmecanismos de reacción, que son fundamentales para la comprensiónde los procesos químicos.Experimentalmente, se encuentra que la velocidad de reacción es

proporcional a la concentración de los reactivos elevada a unosexponentes, que suelen ser números enteros sencillos. Esto nos lleva auna expresión de la velocidad del tipo:

d reactivodt = k Am BnCp ……….. (1)

Donde k es la constante de velocidad y los exponentes m, n y p son losórdenes parciales con respecto a cada reactivo. La suma de ellos es elorden total de la reacción.Estos valores pueden determinarse experimentalmente, al igual que el

valor de k.El orden de la reacción está relacionado con su mecanismo. Paradeterminar experimentalmente los exponentes de la ley de velocidad esrecomendable un procedimiento que permita aislar cada uno de loscomponentes de la reacción. De esta forma, todas las especies que seestudian, menos una, están en concentraciones tan altas con respecto alreactivo analizado que puede suponerse que estas permanecenconstantes durante la reacción. Para el ejemplo antes señalado, si las



concentraciones de A y B son mucho mayores que la de C entonces laecuación (1) se transformara en:

d reactivodt = k"Cp …………. (2)

donde k’’= k[A]m[B]n. En este caso se dice que la reacción es de pseudoorden p.El orden de la reacción aparente con respecto a la especie que interesase puede obtener por una variedad de métodos que midenconcentraciones a diferentes tiempos.La ecuación (2) se puede integrar fácilmente para diferentes valores dep, y, mediante una representación grafica apropiada, puede obtenerse elvalor de p que mejor reproduce los datos experimentales. Una vezdeterminado el valor de p puede calcularse el valor de la constante k.Por ejemplo, para una cinética de primer orden (p= 1) se tiene:

ln(a-x) =ln a -kt ……………….. (3)

donde “(a-x)” es la concentración a un tiempo t cualquiera, y “a” es laconcentración a tiempo cero. Al representar gráficamente ln(a-x) versust se obtiene una línea recta cuya pendiente es –k.Cuando p=2 se tiene:

1/(a-x) = 1/a + kt ……………… (4)

Representando gráficamente el inverso de la concentración del reactivo

que queda sin reaccionar, (a-x), frente al tiempo se obtiene una linearecta cuya pendiente es k.Para determinar el valor de p de acuerdo con este procedimiento es, enprincipio, necesario representar los datos experimentales de acuerdocon todos los posibles valores de p y las correspondientes ecuacionesintegradas.En la práctica se encuentra que p suele ser un número entero positivoigual a 0, 1 o 2, por lo que basta con comparar con un número reducidode ecuaciones integradas de velocidad.

MATERIAL Y SUSTANCIAS :1 Espectrofotómetro1 CronómetroGuantes de polietileno o látexPañuelos desechables de bolsillo (no perfumados)1 Termómetro2 Matraces aforados de 25 ml.



2 Vasos de precipitados de 50 ml.2 Pipetas graduadas de 5ml.1 Pipeta graduada de 10 ml.

□ Solución de Yoduro de potasio 0.075M

□ Solución de persulfato de potasio 0.015M

METODO EXPERIMENTAL:

Espectrofotometria en región visible.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

(MÉTODO DE AISLAMIENTO)

1. Conectar el espectrofotómetro y dejar calentar durante 30 min. Paraque se auto verifique, regule y estabilice apuntando a 465 nm.2. La tapa del porta celdas debe estar siempre cerrada.3. Tomar una alícuota de 5 ml de solución de yoduro de potasio yagregarla en una primera celda hasta la marca indicada, la cual serviráde blanco.4. Introducir la celda en la dirección correcta indicada en el porta celda ycerrar y calibrar el aparato a cero de absorbancia.5. Mezclar 5 ml de la solución de yoduro de potasio con 5 ml de soluciónde persulfato de potasio, agitar e iniciar simultáneamente el tiempo dereacción, tomar la temperatura de la mezcla de reacción.6. Tomar una alícuota de la mezcla de la reacción y agregarla en unasegunda celda hasta la marca.7. Cambiar la celda del blanco por la de reacción, cerrar y tomar valoresde absorbancia cada 3 minutos hasta completar 10 lecturas.8. Sacar la celda, limpiarla con agua y apagar el equipo.NOTA: Las lecturas deberán ser cada 3 minutos después de habermetido la muestra ya que cambian muy rápido. Por lo tanto podemosdecir que el tiempo total de reacción será de 30 minutos.

SUSTANCIAS PREPARADAS:

□ Solución de yoduro de potasio 0.075M (100 ml)

M = nV g = MP.MV g = 0.075 M166.0 g/mol0.1 L = 1.245 g de KI

□ Solución de persulfato de potasio 0.025M (100 ml)



M = nV g = MP.MV g =0.025 M270.32 g/mol0.1 L = 0.675 g deK 2S2O8

RESULTADOS Y CALCULOS:

• Por cuestiones de tiempo no se pudo medir la absorbancia a 30 min.

I. Reacción de orden cero

t (min)Absorba

ncia3 0.264

6 0.4629 0.653

12 0.84015 1.02418 1.20521 1.38024 1.54627 1.696

Datos:

Tiempo /min

Absorbancia

3 0.2646 0.4629 0.65312 0.84015 1.02418 1.20521 1.380

24 1.54627 1.69630 -----



n = 9

Obtener m: m= nxy-xynx2-x2

m = 0.0599

Obtener b:

b=y-mxn

b = 0.1078

Obtener r:

r=nxy-xynx2-x2ny2-y2

r = 0.9993

K Veocidad = 0.0599 min-1

II. Reacción de primer orden

x y xy X2 Y2

3 0.264 0.792 9 0.0697

6 0.462 2.772 36 0.2134

9 0.653 5.877 81 0.426412 0.840 10.08 144 0.7056

15 1.024 15.36 225 1.0486

18 1.205 21.69 324 1.4520

21 1.380 28.98 441 1.9044

24 1.546 37.104 576 2.3901

27 1.696 45.792 729 2.8764

∑135 ∑9.070 168.447

2565 ∑11.0867



Datos:

n = 9

Obtener m: m= nxy-xynx2-x2

m = -6.149

Obtener b:

1/t In A0.333 -1.3320.167 -0.7720.111 -0.4260.083 -0.174

0.067 0.0240.056 0.1860.048 0.3220.045 0.4360.043 0.528

x y xy X2 Y2

0.333 -1.332 -0.444 0.111 1.774

0.167 -0.772 -0.129 0.028 0.596

0.111 -0.426 -0.047 0.012 0.182

0.083 -0.174 -0.015 0.007 0.030

0.067 0.024 0.002 0.004 0.001

0.056 0.186 0.010 0.003 0.035

0.048 0.322 0.015 0.002 0.104

0.045 0.436 0.020 0.002 0.190

0.043 0.528 0.023 0.002 0.279

0.953 -1.208 -0.564 ∑0.172 ∑3.190



b=y-mxn

b = 0.517

Obtener r:

r=nxy-xynx2-x2ny2-y2

r = -0.941

K Velocidad = 6.14 min-1

CONCLUSIONES:

Con los resultados obtenidos en las tablas y al hacer la representación gráfica.Mediante ajuste por mínimos cuadrados obtuvimos la constante de velocidad y

así también pudimos determinar el orden parcial de la reacción con ausenciade algún catalizador, el orden de reacción de esta práctica fue de Orden cero.

Uno de los factores que causaron algún error, fue la preparación de algunosreactivos, entre los más importantes fueron, el titulante y los reactivos. Esnecesario comprobar la correcta preparación de estos.

BIBLIOGRAFIA:

• http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/josem/static/cineticadisolucion.

pdf • http://www.fichasdeseguridad.com/datos_seguridad.php?• Química de Chang, 1992 Mc Graw-Hill• Ira Levine, Fisicoquimica Quinta edición, vol 2

http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/josem/static/cineticadisolucion.pdf



http://www.fichasdeseguridad.com/datos_seguridad.php?q=PERSULFATO+DE+POTASIO

http://www.fichasdeseguridad.com/datos_seguridad.php?q=PERSULFATO+DE+POTASIO





PERSULFATO DE POTASIO K 2S2O8 Masa molecular: 272.3g/mol

TIPOSDE PELIGRO/EXPOSICION

PELIGROS/SINTOMASAGUDOS

PREVENCION

INCENDIO

No combustible pero facilita lacombustión de otras sustancias.

En caso de incendio sedesprenden humos (o gases)

tóxicos e irritantes.

No poner en contacto consustancias inflamables.

EXPLOSION

Riesgo de incendio y explosión,en contacto con sustanciascombustibles y agentesreductores.

Inhalación Tos. Dificultad respiratoria. Dolorde garganta. Sibilancia.

Extracción localizada o protecciónrespiratoria.

Piel Dolor. Enrojecimiento. Guantes de protección.

Ojos Enrojecimiento. Dolor. Gafas de protección de seguridad.

IngestiónNauseas. Vómitos. Dolorabdominal. Diarrea

No comer, ni beber, ni fumar

durante el trabajo.

ESTADO FISICO; ASPECTO: Cristales blancos.

Se descompone por debajo del punto de fusión a <100°Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 5.2

Densidad: 2.5 g/cm3

PELIGROS QUÍMICOSEl calentamiento intenso puede originar combustión violenta o explosión.La sustancia se descompone al calentarla intensamente, produciendohumos tóxicos, incluyendo óxidos de azufre. La sustancia es un oxidantefuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores. Ladisolución en agua es moderadamente ácida. Reacciona violentamentecon cloratos y percloratos en presencia de agua causando peligro deexplosión. Reacciona en presencia de agua con metales, como el



YODURO DE POTASIO KI Masa molecular: 166.0 g/mol

TIPOS

DE PELIGRO/EXPOSICION

PELIGROS/SINTOMASAGUDOS

PREVENCION

INCENDIO

No combustible pero facilita lacombustión de otras

sustancias. En caso deincendio se desprenden

humos (o gases) tóxicos eirritantes.

No poner en contacto consustancias inflamables.

EXPLOSION

Riesgo de incendio yexplosión, en contacto consustancias combustibles yagentes reductores.

InhalaciónPuede causar irritación deltracto respiratorio superior.

Extracción localizada oprotección respiratoria.

PielPuede causar irritación de lapiel. Puede ser absorbido a

través de la piel.

Guantes de protección.

OjosPuede causar irritación de los

ojos.Gafas de protección deseguridad.

Ingestión

Causa irritacióngastrointestinal con náuseas,vómito y diarrea. La ingestióncrónica de yoduros durante elembarazo ha resultado enmuerte fetal, paperas severasy apariencia de cretinismo en

el recién nacido.

No comer, ni beber, ni fumar

durante el trabajo.

Apariencia, olor y estado físico: Apariencia: Cristales, gránulos o polvo blanco; Olor:Sin olor, sabor salino.Gravedad específica (Agua=1): 3.13Punto de ebullición (ºC): 1330Densidad relativa del vapor (Aire=1): N.R.Punto de fusión (ºC): 680 a 686



Viscosidad (cp): N.R.pH: 6-9.5 (5% soln. ac.)Presión de vapor (mm Hg): 1 a 745ºC.Solubilidad: 1 g/0.7 mL de agua. Soluble en agua, alcohol, acetona y glicerol.

practica 4

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