“Cinética y equilibrio químico.”
Víctor Hugo Blanco Lozano
Equipo #2, Sesión 13
Objetivo:
Conocer el efecto que tienen tanto la concentración y la temperatura en la velocidad de reacción (adquirido en la práctica 12.)
Observar detalladamente los cambios en un sistema en equilibrio al modificar factores como la temperatura, concentración y volumen.
Por último: Calcular la constante de equilibrio en una reacción.
Conocer el efecto que tienen tanto la concentración y la temperatura en la velocidad de reacción (adquirido en la práctica 12.)
Observar detalladamente los cambios en un sistema en equilibrio al modificar factores como la temperatura, concentración y volumen.
Por último: Calcular la constante de equilibrio en una reacción.
Introducción:
La
velocidad de reacción en una sustancia se va a poder determinar solo de manera
experimental ya que es necesario comprobar como ciertos factores tales como la
temperatura, concentración de los reactivos ola presencia de un catalizador la
pueden llegar a afectar. A partir de la velocidad de reacción y los factores
que la afectan se puede determinar el
proceso por el cual los reactivos se convierten en productos. A esto se
le conoce como mecanismo de reacción. Como resultado final del mecanismo de
reacción se pueden obtener mezclas homogéneas que suceden en una sola fase o
mezclas heterogéneas que se producen en 2. A su vez dentro de las reacciones
químicas se pueden obtener algo llamado equilibrio químico, esto es cuando
dentro del periodo de tiempo en que ocurre una reacción no hay pérdida en la
concentración tanto de reactivos como de productos. Esto solo va a ocurrir
cuando hay una evolución química de igual magnitud tanto en sentido directo
como inverso.
Procedimiento:
Experimento
1
Se
nombraron dos matraces como A y B. Al matraz A se le agregaron 62 ml de agua
destilada, 4 ml de I2 y finalmente 4 ml de vitamina C. Después se le
agregó un agitador magnético y un termómetro de 110°c para después ser colocado
en un vaso de precipitado de 600 ml con 1/3 de us capacidad llena de agua. El
mismo procedimiento se repitió con el matraz B sin embargo las cantidades de
sustancia fueron diferentes, fueron 60 ml de agua, 15 ml de peróxido al 3% y 2
ml de almidón al 3%. Se colocó el matraz
A sobre la plancha de calentamiento y se empezó a agitar. Posteriormente el
matraz B fue introducido dentro del A y
se empezó a cronometrar el tiempo.
Temperatura
matraces A y B: 24°
Tiempo
registrado: 22min y 47 segundos = 1367
segundos.
Experimento
2
Se
repite el mismo procedimiento que el experimento 1 sin embargo la concentración
de la vitamina C se modifica (.0027 M)
Temperatura
matraces A y B: 20°
Tiempo
registrado: 4 min y 33 segundos.= 273
segundos
Experimento 3
Se repitió el mismo procedimiento y
cantidades para el experimento 1, la diferencia radicó en que se tenía que
llevar acabo en una temperatura entre los 15° y 20 °
Temperatura de los matraces A y B: 16°
Tiempo registrado: 1 hora con 3 minutos= 3780
segundos
Para
determinar la energía de activación usando los datos del experimento 1 y el
experimento 3
Ea=39403.78448
KJ/mol
Cuestionario:
= 
= 
= 
= 
Cuestionario
1. Defina los siguientes
conceptos
a) Cinética Química: Es una rama de la fisicoquímica que se encarga de estudiar las
velocidades con las que se llevan a cabo las reacciones, así como también los
factores que afectan a dichas reacciones, por ejemplo: concentración de
reactivos, área superficial, temperatura, etc.
b) Velocidad de reacción:
Es la cantidad de reactivo o sustancia que
reacciona en relación con la unidad de tiempo.
c) Orden global de
reacción: Es la sumatoria de las potencias a las
que están elevadas las concentraciones individualmente en la ecuación de
velocidad.
d) Equilibrio Químico: Es un estado dinámico en el
que las concentraciones de todas las especies reaccionantes (reactivos y
productos) permanecen constantes.
2.-Menciona 3 factores
que afecten la velocidad de reacción
Algunos de los factores por los que la velocidad de una reacción
puede verse modificada son:
-
Temperatura
-
Luz
-
Superficie de contacto.
3.-En un estudio cinético de la reacción:
2SiO(g) + O2(g) ----- 2SiO(g)
A) Obtenga la ley de la velocidad para
esta reacción
La ecuación para expresar la velocidad de
reacción esta dada por
Así que la ecuación para expresar la
velocidad de reacción en esta formula será:
r = k[SiO]2[O2]
B) Obtenga la constante de velocidad para
esta reacción
Exp. 1: 0.0281 m/s = k[0.0125M]m[0.0253]n
Exp. 2: 0.112 m/s = k[0.0250]m[0.0253]n
Exp. 3: 0.0561 m/s = k[0.025]m[0.0506]n
El primer paso es obtener “m”
mediante la división del experimento 1 y 2:
= =
0.2508928571 = [0.5]m
m = log0.5 (0.2508928571) = 2
m = 2
Luego, para encontrar “n” es
necesario dividir el experimento 2 y 3:
= =
2 = [0.5]n
n = -1
Ahora, el último paso es
sustituir los valores en cualquiera de los experimentos:
0.0281
m/s = k[0.0125M]m[0.0253]n
k = 
= 2.024
= 2.024
Conclusión:
se pudo concluir de esta practica que las reacciones tienen diferentes velocidades, estas estan determinadas por distintos factores como la temperatura, presion, concentracion de reactivos y la precensia de catalizadores. Estos cambios se observaron en el caso del experimento en el cambio de3 color que se obtuvo y en el aumento de velocidad en el que se llevo acabo la reaccion. Estos cambios se pudieron calcular de manera teorica usando las formulas de la velocidad y la ley de reaccion.
se pudo concluir de esta practica que las reacciones tienen diferentes velocidades, estas estan determinadas por distintos factores como la temperatura, presion, concentracion de reactivos y la precensia de catalizadores. Estos cambios se observaron en el caso del experimento en el cambio de3 color que se obtuvo y en el aumento de velocidad en el que se llevo acabo la reaccion. Estos cambios se pudieron calcular de manera teorica usando las formulas de la velocidad y la ley de reaccion.
Referencias:
- Isaacs, N.S., "Physical Organic Chemistry, 2nd edition, Section 2.8.3, Adison Wesley Longman, Harlow UK, 1995.
- Kenneth Connors, Chemical Kinetics, 1990, VCH Publishers, pg. 14
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