Determinación experimental de densidades y solubilidades ...
DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ (2)
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Laboratorio de equilibrio y cinética UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE QUIMICA LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA REPORTE DE LA PRÁCTICA: “DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ. ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE YODACIÓN DE LA ACETONA” ALUMNOS: _______________________________________ _____________________ _______________________________________ _____________________ _______________________________________ ____________________ 1
Transcript of DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ (2)
Laboratorio de equilibrio y cinética
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE QUIMICA
LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA
REPORTE DE LA PRÁCTICA:“DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL
DE RAPIDEZ. ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE YODACIÓN DE LA ACETONA”
ALUMNOS:
____________________________________________________________
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2008-2009
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Laboratorio de equilibrio y cinética
DETERMINACIÓN DE LA LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ.ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE YODACIÓN DE LA ACETONA.
I. OBJETIVO GENERAL
Comprender que la composición de un sistema reaccionante cambia con el tiempo.
II. OBJETIVOS PARTICULARES
a. Seleccionar las variables que permitan determinar el cambio de la composición con el tiempo.
b. Elegir la técnica analítica adecuada para determinar los cambios en la composición del sistema
reaccionante.
c. Encontrar un modelo matemático (ley de rapidez) aplicando el método integral.
Explicar el fundamento del método de aislamiento de Ostwald y su utilidad en el diseño de un estudio
cinético.
III. PROBLEMA
Determinar la ley experimental de rapidez de la reacción de yodación de la acetona.
A2. PROPUESTA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL.
Llevar a cabo una discusión grupal, identificar las variables involucradas y plantear la hipótesis para
proponer el diseño del experimento que pueda conducir a la resolución del problema planteado
(considerar que en el laboratorio se dispone del material indicado en el punto A3). Anotar la propuesta
en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Variables, hipótesis y propuesta del diseño de experimento. 1
Las variables que tiene el experimento son la concentración y el tiempo.
Hipótesis: Conforme transcurra el tiempo la concentración irá disminuyendo debido a la reacción que
se está llevando a cabo.
A3. MATERIALES Y REACTIVOS
(I2 – KI) (0.002 M – 0.2M)
Acetona 1.33 M
HCl 0.323 M
1 espectrofotómetro
2 celdas espectrofotométricas
1 cronómetro
1 termómetro
4 vasos de precipitados de 50 ml
A4. METODOLOGÍA EMPLEADA
Describir detalladamente en el cuadro 2 la metodología empleada después de haber realizado el
experimento.
Cuadro 2. Metodología empleada.
En un vaso de precipitados mezclar 8 mL de acetona 1.33 M y 4 mL de HCL 0.323 M
Agregar al vaso los 8 mL de la solución de yodo-yodurada 0.002M y en ese momento accionar
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el cronómetro, mezclar rápidamente y trasvasar la solución de reacción a la celda (un 80% del
volumen total de la celda).
Hacer determinaciones de absorbancia cada minuto (dejar la celda en el equipo) hasta
completar 20 minutos. Anotar los datos en la tabla 1.
Calibración del espectrofotómetro: Encender el aparato y esperar 15 minutos. Seleccionar la longitud de onda y calibrar con el blanco.
A.5. DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS.
1. Registrar los datos experimentales de absorbancia y tiempo en la tabla 1.
2. Algoritmo de cálculo.
1. Cálculo de la concentración de I2 a diferentes tiempos.
Utilizando la ley de Lamber-Beer y los datos de absorbancia tenemos:
Ab=ϵb [A ]→ [A ]= Abϵb
Donde ϵb es la pendiente de la curva patrón; los resultados se encuentran en la Tabla 1.
2. Describa las ecuaciones para obtener el orden de reacción del método integral.
Orden Cero
Primer Orden
Segundo orden
Condiciones de trabajo:
Temperatura = 24 °C Presión ambiental = mmHg = 450 nm
TABLA 1. Registrar los datos de tiempo y absorbancia, calcular la concentración de yodo, su
logaritmo y su inversa.
T Abs C (mol/L) Ln C 1/C
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0 0.340 0.00004387 -10.0342876 22794.79774 0.316 0.00003892 -10.1538786 25690.55376 0.273 0.00003639 -10.2212442 27480.83628 0.229 0.00002865 -10.4601914 34898.230110 0.185 0.00002358 -10.6549797 42403.225812 0.133 0.00001877 -10.8835141 53290.540514 0.102 0.00001395 -11.180246 7170016 0.065 0.00000900 -11.6180465 111084.50718 0.046 0.00000482 -12.2431402 207552.63220 0.046 0.00000482 -12.2431402 207552.63222 0.046 0.00000482 -12.2431402 207552.632
A6. ELABORACIÓN DE GRÁFICOS.
1. Traza las gráficas de C vs t, ln C vs t y 1/C vs t, para cada concentración de yodo.
Calcular la pendiente (m) y el coeficiente de correlación ( r ).
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000.00000000
0.00001000
0.00002000
0.00003000
0.00004000
0.00005000
0.00006000
0.00007000
f(x) = − 1.59674760835512E-07 x + 6.52858726282943E-05R² = 0.997154698623232
Orden 0Linear (Orden 0)
tiempo (s)
Con
cen
trac
ión
(M
)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
f(x) = − 0.00289941611749046 x − 9.78928899537313R² = 0.0278457260303258
1° ordenLinear (1° orden)
tiempo (s)
Ln ©
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0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
2° Orden
Tiempo
1/C
(1
/M)
A7. ANÁLISIS DE RESULTADOS
1. ¿Cuál es el orden de reacción con respecto al yodo?
Es de grado cero, ya que en esta gráfica (C vs T) el coeficiente de correlación (R2) es más cercano a
uno que en la curva para los otros modelos.
2. ¿Cuál es el valor de kps?
La pendiente de la gráfica igual a –K, por lo tanto K= 2*10-7mol sL
A8. CONCLUSIONES
Con la variación del la concentración en el tiempo, a mayor concentración la reacción se lleva acabo más rápido, ya que cuando la reacción se va efectuando se va perdiendo concentración en los compuestos que la componen y al haber menos de cada uno de los compuestos con la que se efectúa la reacción más tarda en efectuarse la misma. Al ir graficando los datos con diferentes ordenadas y abscisas nos vamos a poder dar cuenta del orden al que pertenece la reacción, para la grafica de orden cero se toma en cuenta la concentración vs el tiempo, para la de primer grado se toma en cuenta el ln de la concentración vs. Tiempo y finalmente para una reacción de segundo grado se toma en cuenta 1/concentración vs. Tiempo.
Se grafican las anteriores y para saber a qué orden pertenece la reacción, la que tenga una R2=1 en la gràfica es la grafica la cual nos indica que orden tiene, por ejemplo la reacción de la practica es de orden cero. Ya que su R2 tiende a uno y la pendiente de la grafica corresponde con la del orden cero.
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