Práctica 12

Tecnológico de Monterrey Campus Puebla

“Cinética: Ley de velocidad de una reacción.”

Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo #2, Sesión 12

Objetivo: Que los alumnos sean capaces de relacionar el tiempo que toma una reacción bajo ciertas condiciones específicas. Determinar cómo afectan tanto la temperatura como la concentración de la sustancia la velocidad de reacción.

Introducción:

La velocidad de reacción es la cantidad de producto que se forma o la cantidad de reactivos que desaparecen en una unidad de tiempo. Ésta se va a medir en M/ seg. La velocidad de reacción es estudiada por la cinética química La cinética química es la rama que estudia las velocidades presentes en una reacción incluyendo los factores que la pueden afectar ya sea tanto externamente como a nivel molecular. Los factores que pueden afectar la velocidad con la que ocurre una reacción son: la concentración de los reactivos, la temperatura, los catalizadores y el área superficial. Los catalizadores son uno de los factores más importantes dado que son sustancias ajenas a la reacción que favorecen que estas se produzcan de una manera más rápida. En esta práctica en particular se va a analizar como un catalizado r(NH₄)₂S₂0₈  va a afectar el tiempo en el que se realiza una reacción por ende modificando la velocidad de reacción del experimento 1.

Procedimiento:

*Experimento 1

En el primer experimento se empezó por hacer disoluciones que nos llevaron a realizar los siguientes cálculos:

1.-KI - 0.20M
                            

P.m: 165.99 grs      

2.-NaCl - .20M       

P.m = 58.43 grs.

3.-Na2S2O3 - 01M (Pentahidratado)

P.m 248.1737 grs.

4.-(NH4)2SO8 - .20M

P.m= 196.06 grs.

5.-CuSO4 - .20M (pentahidratado)P.m= 249.603 grs          


6.-(NH4)2SO4

P.m= 132.13 grs

7.- Almidón -2%

Si en 100 ml. ---- 2 grs.

    en 25 ml.   ---- .5grs

Una vez realizados estos cálculos, se prosiguió a realizar las disoluciones. Una vez terminadas, se tomaron 5 tubos de ensaye los cuales fueron graduados del 1 al 5 y se llenó cada uno de acuerdo a la siguiente tabla:

Tuvimos que ser extremadamente cuidadosos con el uso de las pipetas, ya que si no las lavábamos antes de tomar de la solución 1 y 5, la solución se echaba a perder y era visible ya que había un cambio de color. Justo en el momento en el que se vertía la última solución en el tubo de ensaye, se activaba el cronómetro y enseguida se taba el tubo y se empezaba a revolver. Los resultados obtenidos tanto del tiempo como del color se anotaron en la siguiente tabla:

Tabla #1	Tiempo	Color
Tubo #1	20s	Verde olivo
Tubo #2	30s	Ámbar
Tubo #3	24s	Miel
Tubo #4	23s	Amarillo claro
Tubo #5	17s	Amarillo

*Experimento 2
El experimento 2 fue básicamente repetir lo mismo, pero esta vez usando un catalizador (Sulfato de Cobre) antes de añadir el reactivo final. Los resultados fueron anotados en la siguiente tabla:

Tabla #2	Tiempo	Color
Tubo #1	12s	Verde marrón
Tubo #2	14.44s	Ámbar
Tubo #3	13.12s	Ámbar claro
Tubo #4	16.90s	Verde moho
Tubo #5	12.76s	Verde amarillento

Cuestionario:

1.- Defina o explique.
a) Cinética: (En química). Se encarga de estudiar la rapidez de una reacción y cómo la composición de estados energéticos presenta un cambio respecto al tiempo.
b) Catalizador: Es una sustancia química cuya función es modificar la velocidad de una reacción (la mayoría de las veces acelerándola)pero no actúa o  interfiere con el resultado final de la misma.

2.- Con respecto a la reacción cuya cinética se estudia en este experimento:

a) Escriba la ecuación de la reacción

b) Escriba una expresión para expresar la velocidad de reacción

c) Escriba la expresión general de la ley de velocidad de reacción
Para una reacción hipotética       

A  +  2 B →  C
La velocidad se expresa:

 

3.- ¿Cuál es el propósito de añadir una cantidad definida y constante de ion tiosulfato S2O3 a la mezcla de la reacción en todos los experimentos cinéticos?
Se añade una cantidad constante de ion S2O3  para que pueda observarse como es que la reacción se modifica y cambia dependiendo de las otras cantidades de iones como por ejemplo NaCl, almidón y los demás en los que las cantidades en cada experimento son variables.

4.- Calcule la velocidad de reacción del ion S₂O₈ en cada reacción.

Experimento
1
2
3
4
5

5.- Compara la velocidad de dos experimentos apropiados para hallar el exponente S₂O₈ de en la ley de la velocidad de la reacción estudiada.

6.- Utiliza la ley de velocidad y los datos de uno de los experimentos para calcular el valor de la constante de velocidad (k).

7.- Describa cuál fue el efecto de añadir CuSO₄ como catalizador al experimento 1.

El CuSO4 actuó como catalizador y aumento la velocidad de reacción a que se tenia sin usarlo.

Conclusión:
La velocidad de reacción en el experimento 1 disminuyo cuando se le agregó el sulfato de cobre como catalizador. Esto nos indica que un catalizador realmente va a tener un efecto en cómo y qué tan rápido ocurre una reacción.  A su vez el catalizador más el reactivo final influyeron gravemente en el color que iban a presentar las sustancias, ya que hubo desde ligeros cambios hasta unos más notorios  como el cambio de amarillo claro a verde moho.

Referencias:

• P.W. ATKINS, Fisicoquímica, Omega, Barcelona, 1999. (Existe una versión en inglés: P.W. ATKINS, J. DE PAULA, Physical Chemistry, Oxford University Press, 8th Ed, 2006).
• BROWN THEODORE L., Y COLS. QUÍMICA: La Ciencia Central (Novena Edición), Editorial Pearson Educación, México, 2004.
• Principios de Química General - Vila Romano (Uruguay) Editorial Monteverde sa