1058635El azúcar invertido es la disgregación por hidrolización de la sacarosa en glucosa y fructosa . Su nombre hace referencia a que el poder rotatorio de la solución frente

8/20/2019 1058635El azúcar invertido es la disgregación por hidrolización de la sacarosa en glucosa y fructosa . Su nombre …

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ESTUDIO CINÉTICO DE LA INVERSIÓN DE LASACAROSA EN MEDIO ÁCIDO

1. OBJETIVOS

Objetivo general

Determinar la cinética de reacción.

Objetivos específicos

Obtener el valor de la constante cinética.

Hallar analíticamente los valores de α, β y ϒ, mediante método integral.

Relacionar la concentración con la rotación óptica.

2. INTRODUCCIÓN.

Para hacer el estudio cinético de la inversión de la sacarosa provocamos la hidrólisis de la misma

añadiendo un medio ácido.

Seguimos el proceso de la reacción mediante polarimetría, ya que la sustancia de estudio presentaasimetría. De este modo podremos determinar la constante de velocidad, la energía de activación,

el orden de reacción, y podrá proponerse un mecanismo de reacción.

La aplicabilidad de este estudio reside en conocer el comportamiento de la sacarosa, así como sufuncionalidad que dependiente de la estructura.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO.

3. Cinética Química.

La cinética química es el campo de la química que se ocupa de la rapidez o velocidad de las

reacciones, así como de los mecanismos de las mismas.

Es muy importante resaltar que la cinética química es hoy por hoy un estudio puramente empírico

y experimental, pues a pesar de la gran cantidad de conocimientos sobre mecánica cuánticaaplicada a la química (química cuántica) que se conocen, siguen siendo insuficientes para

predecir ni siquiera por aproximación la velocidad de una reacción química. Por lo que lavelocidad de cada reacción se determina experimentalmente.


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3.1.1 Velocidad de Reacción.Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada (si

tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un reactivo)

por unidad de tiempo.

La velocidad de reacción no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos esmayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de reactivo,

y la velocidad es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentraciónde los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de la reacción.

La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los

reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacciónnecesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, bien la

cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo.

La velocidad de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es

decir mol/(l·s).La velocidad de aparición del producto es igual a la velocidad de desaparición del reactivo. De

este modo, para una reacción química hipotética:a A + b B→ g G + h H

La velocidad de reacción se define como:

r = k [A]a[B]

b

Donde los corchetes denotan la concentración de cada una de las especies; "r" denota la velocidadde reacción y "k" es la constante de velocidad.

3.1.2 Orden de Reacción.

V = k [A] Primer orden.

V = k [A] [B] Segundo orden

V = k [A]2 Segundo orden.

V = k [A]2 [B] Segundo orden respecto A y primero respecto a B.

3.1.3 Factores que afecta la velocidad de reacción

Temperatura

Por norma general la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque así se incrementa laenergía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven más

rápido y chocan con más frecuencia y con más energía. El comportamiento de la constante de

velocidad o coeficiente cinético frente a la temperatura puede ser descrito a través de la ecuación

de Arrhenius, que detallaremos más adelante en el apartado destinado a describir la energía deactivación.

Para un buen número de reacciones químicas la velocidad se duplica aproximadamente cada diez

grados centígrados.


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ln ln Ea

k A RT

Estado físico de los reactivos

Si en una reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de contacto es menor y su

velocidad también es menor. En cambio, si el área de contacto es mayor, la velocidad también esmayor.

Presencia de un catalizador

Los catalizadores aumentan la rapidez de una reacción sin transformarla. La forma de acción de

los mismos se basa en modificar el mecanismo de reacción, empleando pasos elementales con

menor energía de activación.

Existen catalizadores homogéneos, que se encuentran en la misma fase que los reactivos (porejemplo, el hierro III en la descomposición del peróxido de hidrógeno) y catalizadores

heterogéneos, que se encuentran en distinta fase (por ejemplo la malla de platino en las

reacciones de hidrogenación).Los catalizadores también pueden retardar reacciones y no sólo acelerarlas.

Concentración de los reactivos

La mayoría de las reacciones son más rápidas cuanto más concentrados se encuentren los

reactivos. A mayor concentración, mayor frecuencia de colisión.

3.1.4 Energía de Activación.

En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una cantidadmínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de las moléculas

que colisionan. La energía cinética sirve para originar las reacciones pero, si las moléculas se

mueven muy lentamente, sólo rebotarán al chocar con otras moléculas y la reacción no sucederá.

La constante de la velocidad de una reacción (k ) depende también de la temperatura ya que la

energía cinética depende de ella. La relación entre k y la temperatura está dada por la ecuación de Arrhenius:

Donde A es el factor de frecuencia.

3.2. Propiedades ópticas de las soluciones de la sacarosa.

El azúcar de caña y los productos de su descomposición pertenecen al género de las sustancias

óptimamente activas, es decir sustancias capaces de cambiar la posición del plano de polarización

de la luz polarizada que las atraviesa (una luz en el que las oscilaciones se verifican en un planodeterminado). La actividad óptica está vinculada con la presencia de átomos asimétricos de

carbono en la molécula. Los isómeros ópticos se distinguen uno del otro por su estructura como


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un objeto asimétrico de su imagen especular. Por sus propiedades físicas y químicas tales

moléculas son iguales y solo se diferencian El ángulo de desplazamiento del plano de oscilación

del haz polarizado se denomina ángulo de rotación del plano de polarización, y se denota por a ,el cual es directamente proporcional a la longitud de celda l , y a la concentración de la sustancia

activa c en g/ml, de donde a es el coeficiente de proporcionalidad, generalmente este corresponde

a la rotación específica a la línea D del sodio a 20°C, cuyo longitud de onda es de 589,3 nm.

La influencia de la longitud de onda λ en la capacidad giratoria (dispersión rotacional) se describe

aproximadamente por la regla de Biot:

La rotación específica del plano de polarización en la sacarosa es constante y puede servir para

determinación de la concentración de azúcar.

La sacarosa gira el plano de polarización hacia la derecha (a =66,55°) y la mezcla de los productos de la inversión hacia la izquierda (af =-91,9°). Por ello a medida del transcurso de la

inversión el ángulo de rotación del plano de polarización disminuye, pasando por cero y luego

pasa a ser negativo llegando hasta un valor constante α∞.La velocidad de inversión de la sacarosa se establece por la variación del ángulo de rotación del

plano de polarización de la función a estudiar el cual varía en función del tiempo. El seguimiento

del ángulo de rotación se realiza a través del polarímetro.

3.3 Lectura del ángulo de rotación por inversión de la sacarosa a partir del polarímetro.

En el laboratorio se dispone de un polarímetro constituido por un prisma de Nicol , las

mediciones en este equipo se basan en el ajuste de la semi-sombra que se observa en el ocular delequipo.

Cuando está presente una sustancia óptimamente activa, el ángulo de rotación generado seidentifica al visualizar a través del lente dos regiones con una iluminación débil igual, figura (2b),

en otras posiciones del analizador el campo visual está dividido nítidamente, en cuanto a la

iluminación en dos regiones, o todo está bien iluminado.

Si la posición semi sombreada ha sido hallada correctamente entonces el mas mínimo giro delanalizador hacia la derecha figura (2c) o hacia la izquierda figura (2a) altera la uniformidad de

iluminación hasta poner en contraste agudo la iluminación de ambas mitades del campo visual.


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El polarímetro se calibra introduciendo agua al tubo del polarímetro, cuya posición debe de ser

cero (0).

El polarímetro dispone de tres botones; el botón azul se oprime para calibrar el polarímetro, y los

otros dos para girar el ángulo de rotación.

4. METODOLOGÍA.

4.1. Calibración del polarímetro.

Primero se debe calibrar el polarímetro con el agua porque como ésta no es quiral se supone que

el plano de luz polarizada no debe rotar. Se realiza varias veces y se promedia para obtener elcero y evitar el error de una sola lectura.

Lo siguiente consiste en realizar las mediciones de sacarosa en agua, cuyos monómeros

constituyentes, por estar en forma glucosídica, no cambian de conformación en disolución. Al

igual que la anterior, se realizan tres lecturas para poder hacer un promedio. Esta lectura sirve para calcular la rotación específica inicial, en la que el grupo hidroxilo del carbono asimétrico

más lejano al carboxilo está involucrado en el ciclo.

Hidrolizacion de la Sacarosa en Medio Acido.

El proceso de inversión del azúcar es la descomposición hidrolítica de la sacarosa C12H22O11 en laglucosa y la fructosa y se acompaña con la variación de la dirección del ángulo de rotación del plano de polarización:


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Esta reacción es prácticamente irreversible y por su mecanismo pertenece a las reacciones

bimoleculares. Por consiguiente, su velocidad puede ser calculada por la ecuación:

La cual sería una reacción de segundo orden, ahora bien tomemos en cuenta las siguientes

consideraciones:

l. La inversión se verifica en solución acuosa en donde la concentración molar de agua es

considerablemente mayor que la concentración molar de la sacarosa.

2. La disminución del agua por cuenta de la reacción es pequeña en comparación con la cantidadtotal del agua en el sistema, y su contenido puede tomarse como constante incluso en las

soluciones relativamente concentradas.

Por lo cual la ecuación (1) se transforma en una expresión de primer orden respecto a la

concentración de la sacarosa:

Cuya constante de velocidad puede ser calculada por la ecuación:

http://diabetespolarizada.files.wordpress.com/2007/10/hidrolisis-de-la-sacarosa.jpghttp://diabetespolarizada.files.wordpress.com/2007/10/hidrolisis-de-la-sacarosa.jpghttp://diabetespolarizada.files.wordpress.com/2007/10/hidrolisis-de-la-sacarosa.jpg


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donde:

Co: concentración inicial de la sacarosa.

Cf : Concentración de sacarosa en un tiempo t , recuerde que Cf es igual a Co – Cf , de donde Cf es

igual a la concentración de la sustancia que ha reaccionado durante el periodo de tiempotranscurrido.

t : es el tiempo que ha transcurrido, desde el inicio de la reacción, hasta el momento de lamedición.

La velocidad de reacción, en ausencia de catalizador es baja, por lo cual la presencia de iones

hidrógeno en la solución puede acelerar la reacción.

Método de Guggenheim

Relaciona la rotación óptica ( α , α0 y α∞ ) con la ecuación cinética mediante la siguiente

expresión:

[( - ) / ( - )]o t obs

Ln k t

-Para conocer αt tomaremos medidas de la rotación óptica de la sacarosa en medio ácido con

respecto al tiempo.

-Para conocerα0 tomaremos la medida de la rotación óptica de la disolución de sacarosa.

- Para conocerα∞ tomaremos la medida de la rotación óptica de la sacarosa en medio ácido una

vez trascurrida la reacción (tomamos el dato tras 24 horas).

4.2 Tratamiento de datos.

Con los datos obtenidos de “α vs. tiempo” se pueden realizar las gráficas respectivas a cada

experimento, obteniendo curvas como la siguiente:


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Para facilitar la consecución de la información buscada en la gráfica obtenemos su forma

linealizada de la siguiente manera:

Partiendo de la siguiente reacción

SACAROSA H FRUCTOSA GLUCOSA

Se plantea la ecuación de velocidad

[ ] [ ] [ ]n m

d sacarosak sacarosa H

dt

Se hacen las siguientes consideraciones:

El HCl va a ser un catalizador específico y por tanto no se consumirá en la reacción.

Se supone pseudo-orden 1.

Considerando estas circunstancias, llegamos a lo siguiente:

[ ] [ ]

obs

d sacarosak sacarosa

dt

Si ahora se aplica el método de Guggenheim, que relaciona la rotación óptica con la ecuación

cinética, llegamos a:

ln[( ) / ( )]o t obs

k t

Esta es la ecuación de una recta donde el logaritmo representa la coordenada Y y el tiempo la

coordenada X.

Si ahora se representan los datos experimentales obtenidos para cada caso, obtenemos gráficas

como la que se muestra a continuación:


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De las pendientes de estas rectas se consiguen los valores de k obs para cada una de las

experiencias variando la concentración del ácido clorhídrico.

Lo que interesa es conocer a qué velocidad se degrada la sacarosa en medio ácido, lo que se

traduce en su constante real de velocidad. Y se sabe que:

[ ]mobs

k k H

Aplicando logaritmos:

ln ln ln[ ]obs

k k m H

Si se hace la representación, se llega a:

Con esta regresión se puede concluir que el valor de la ordenada en el origen corresponde a Lnk ,de donde se calcula k y que la pendiente corresponde al orden de reacción del ácido es m.

Cálculo de la energía de activación

En un estudio cinético es importante calcular la energía de activación para la reacción de estudio

así que, repitiendo el experimento para una disolución HCl a T2 ºC, se obtiene un nuevo valor dek obs que se puede relacionar a través de la ecuación de Arrehnius con la k obs determinada a T1 ºC y

así calcular la Ea.


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Para dos temperaturas diferentes la ecuación de Arrhenius toma la siguiente forma:

1

2 1 2

1 1ln obs

obs

k Ea

k R T T

5. MATERIALES Y REACTIVOS.

Materiales:

Matraz Erlenmeyer

Pipeta

Balanza analítica ±0.0001g

Vaso de precipitado

Cronómetro

Polarímetro mecánico de Sodio ± 0.05º

Pizeta

Reactivos:

Solución de Sacarosa 20% (w/w)

Solución de HCl 4N, 2N, 6N

6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

6.1. Preparación de las soluciones.

6.1.1. Preparación del acido clorhídrico 4N

Se realizo el cálculo del volumen necesario del concentrado para la preparación de ladisolución.

Con la ayuda de una pipeta y una pera de succión se extrajo 8.1ml de acido concentrado,

el cual se lo expulso sobre un colchón de agua ubicado en un matraz aforado. Posteriormente se procedió al aforado de la solución agregando agua destilada hasta llegara 25ml.

6.1.2 preparación de la solución de sacarosa 20% peso Se realizo el cálculo de la cantidad necesaria de azúcar para preparar 25ml de una

solución al 20%en peso.

Con la ayuda de una balanza semi-analitica se procedió a realizar el pesado de 5 gr desacarosa, la cual se la diluyo en 25 ml de agua destilada en un matraz Erlenmeyer.

6.2. Medición de la rotación óptica para determinar alfa.

Realizamos una prueba en el polarímetro para familiarizarnos con la lectura de la escala. Lavamos el tubo del polarímetro con la solución de sacarosa en medio ácido, para

ambientar el mismo. Llenamos el tubo del polarímetro con la ayuda de un gotero (evitando la formación de

burbujas de aire en el interior del mismo); secamos y tapamos el tubo.

Introducimos el tubo en el polarímetro. Tomamos los datos de rotación óptica por un periodo de 3 horas. Graficamos y linealizamos los datos medidos en función del tiempo.


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6.3. Determinación de gama.

Se trabajó con soluciones de ácido clorhídrico a diferentes concentraciones (2N, 4N y 6N) Se hizo reaccionar con los 25 mL de la solución de sacarosa al 20 % en el matraz

Erlenmeyer. Con la ayuda de un gotero se introdujo la solución reaccionante dentro del tubo polarimétrico.

Se realizaron las lecturas de la rotación óptica para registrar el avance de la reacción,durante 2 horas y 30 minutos.

Al día siguiente se midió la rotación óptica para lo cual asumimos que es el valor en eltiempo infinito.

7.- CALCULOS Y RESULTADOS.

7.1. Preparación de soluciones.-

Datos del acido clorhídrico concentrado

soln concentrado = 1,19 g/ml

% en peso HCl concentrado = 38

Conc HCl = 12.39 NPara preparar 25 ml de ácido clorhídrico 4 N.

Preparación de 25 ml de una solución de sacarosa al 20 % peso.

Se pesó 5.53 gramos de sacarosa y se aforo a 25 mL en un matraz aforado de ese volumen.

Datos de rotación óptica vs tiempo

t Alfa vs tiempo

horas min seg t[min] Alfa

3 58 3,97 6,25

4 30 4,50 6,28

4 58 4,97 6,305 24 5,40 6,40

6 10 6,17 6,50

6 46 6,77 6,60

7 7 7,12 6,42

7 30 7,50 6,30

7 57 7,95 6,10


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8 51 8,85 6,20

9 20 9,33 6,25

9 25 9,42 6,20

10 14 10,23 6,20

10 46 10,77 6,35

11 13 11,22 6,20

11 25 11,42 6,40

11 56 11,93 6,20

12 36 12,60 6,15

13 24 13,40 6,10

14 40 14,67 6,05

15 26 15,43 3,80

16 12 16,20 6,20

17 10 17,17 6,25

17 46 17,77 6,20

18 25 18,42 6,20

19 5 19,08 6,20

20 4 20,07 6,40

20 35 20,58 6,20

20 38 20,63 6,20

21 30 21,50 6,30

21 56 21,93 6,20

22 56 22,93 6,10

23 26 23,43 6,10

24 10 24,17 6,15

25 3 25,05 6,15

25 30 25,50 6,16

26 1 26,02 6,30

26 53 26,88 6,30

27 37 27,62 6,32

29 9 29,15 6,38

30 15 30,25 5,40

31 54 31,90 6,20

32 36 32,60 6,25

32 56 32,93 6,2033 39 33,65 6,20

34 14 34,23 6,30

34 49 34,82 6,20

35 53 35,88 6,20

36 52 36,87 6,21

37 26 37,43 6,19


13/36

38 9 38,15 6,20

38 30 38,50 6,20

39 10 39,17 6,20

40 5 40,08 6,21

40 50 40,83 0,80

41 41 41,68 0,80

43 22 43,37 0,75

44 26 44,43 0,80

44 59 44,98 0,60

45 30 45,50 0,60

46 2 46,03 0,55

47 5 47,08 0,55

50 10 50,17 0,45

52 40 52,67 0,25

53 46 53,77 0,10

54 2 54,03 0,10

54 47 54,78 0,10

55 32 55,53 0,10

57 15 57,25 0,10

1 0 17 60,28 0,10

1 0 56 60,93 0,10

1 1 55 61,92 0,10

1 2 45 62,75 0,15

1 4 20 64,33 0,85

1 5 14 65,23 0,00

1 8 20 68,33 0,00

1 9 26 69,43 -0,35

1 10 40 70,67 -0,35

1 11 56 71,93 -0,40

1 13 1 73,02 -1,00

1 14 1 74,02 -1,20

1 14 55 74,92 -1,00

1 16 30 76,50 -1,00

1 18 32 78,53 -1,00

1 21 15 81,25 -1,001 23 19 83,32 -0,35

1 24 8 84,13 -0,55

1 27 5 87,08 -0,50

1 34 44 94,73 -0,90

1 37 2 97,03 -0,95

1 37 55 97,92 -0,95


14/36

1 39 0 99,00 -3,95

1 40 43 100,72 -1,00

1 43 10 103,17 -0,20

1 53 12 113,20 -0,25

1 58 0 118,00 -0,10

1 58 45 118,75 -1,00

1 59 6 119,10 -1,00

1 59 46 119,77 -1,00

2 0 6 120,10 -1,00

2 1 13 121,22 -1,60

2 2 21 122,35 -1,20

2 3 2 123,03 -1,20

2 4 1 124,02 -1,00

2 4 50 124,83 -1,10

2 5 18 125,30 -1,85

2 6 43 126,72 -1,80

2 7 19 127,32 -1,00

2 8 40 128,67 -1,00

2 8 56 128,93 -1,00

2 10 7 130,12 -1,00

2 11 13 131,22 -1,85

2 11 53 131,88 -1,85

2 12 39 132,65 -2,05

2 13 22 133,37 -2,05

2 14 15 134,25 -2,05

2 14 55 134,92 -2,10

2 15 57 135,95 -1,90

2 16 42 136,70 -2,10

2 18 29 138,48 -1,90

2 19 1 139,02 -1,95

2 19 31 139,52 -1,90

2 19 59 139,98 -1,90

2 20 34 140,57 -1,85

2 22 7 142,12 -1,20

2 23 12 143,20 -1,402 24 28 144,47 -1,10


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16/36

- Para calcular K ’:

αo=6.1 αf = -2.1

( )

- Para CA:

t[min] alfa

7.95 6.1 0,20343848

8.85 6.2 0,19131712

9.42 6.2 0,19131712

10.23 6.2 0,19131712

11.22 6.2 0,19131712

11.93 6.2 0,19131712 12.6 6.15 0,19735943

13.4 6.1 0,20343848

14.67 6.05 0,20955471

15.43 3.8 0,53262028

16.2 6.2 0,19131712

17.77 6.2 0,19131712

18.42 6.2 0,19131712

19.08 6.2 0,19131712

20.58 6.2 0,19131712 20.63 6.2 0,19131712

21.93 6.2 0,19131712

22.93 6.1 0,20343848

23.43 6.1 0,20343848

24.17 6.15 0,19735943

25.05 6.15 0,19735943

25.5 6.16 0,19614805

30.25 5.4 0,29266961

31.9 6.2 0,19131712 32.93 6.2 0,19131712

33.65 6.2 0,19131712

34.82 6.2 0,19131712

35.88 6.2 0,19131712

36.87 6.21 0,19011303

37.43 6.19 0,19252267

lno

t


17/36

38.15 6.2 0,19131712

38.5 6.2 0,19131712

39.17 6.2 0,19131712

40.08 6.21 0,19011303

40.83 0.8 1,2428619

41.68 0.8 1,2428619

43.37 0.75 1,26025364

44.43 0.8 1,2428619

44.98 0.6 1,31432086

45.5 0.6 1,31432086

46.03 0.55 1,33301299

47.08 0.55 1,33301299

50.17 0.45 1,37147928

52.67 0.25 1,45315731

53.77 0.1 1,51911527

54.03 0.1 1,51911527

54.78 0.1 1,51911527

55.53 0.1 1,51911527

57.25 0.1 1,51911527

60.28 0.1 1,51911527

60.93 0.1 1,51911527

61.92 0.1 1,51911527

62.75 0.15 1,49664242

64.33 0.85 1,22576746

65.23 0 1,56563529

68.33 0 1,56563529

69.43 -0.35 1,74795685

70.67 -0.35 1,74795685

71.93 -0.4 1,77694438

73.02 -1 2,21226245

74.02 -1.2 2,41293315

74.92 -1 2,21226245

76.5 -1 2,21226245

78.53 -1 2,21226245

81.25 -1 2,21226245

83.32 -0.35 1,74795685

84.13 -0.55 1,8693177

87.08 -0.5 1,83756901


18/36

94.73 -0.9 2,12525108

97.03 -0.95 2,16781069

97.92 -0.95 2,16781069

100.72 -1 2,21226245

103.17 -0.2 1,66571875

113.2 -0.25 1,692387

118 -0.1 1,61442545

118.75 -1 2,21226245

119.1 -1 2,21226245

119.77 -1 2,21226245

120.1 -1 2,21226245

121.22 -1.6 3,00071982

122.35 -1.2 2,41293315

123.03 -1.2 2,41293315

124.02 -1 2,21226245

124.83 -1.1 2,30757263

125.3 -1.85 3,693867

126.72 -1.8 3,51154544

127.32 -1 2,21226245

128.67 -1 2,21226245

128.93 -1 2,21226245

130.12 -1 2,21226245

131.22 -1.85 3,693867

131.88 -1.85 3,693867

132.65 -2.05 5,30330491

133.37 -2.05 5,30330491

134.25 -2.05 5,30330491

135.95 -1.9 3,91701055

138.48 -1.9 3,91701055

139.02 -1.95 4,20469262

139.52 -1.9 3,91701055

139.98 -1.9 3,91701055

140.57 -1.85 3,693867

142.12 -1.2 2,41293315

143.2 -1.4 2,66424758

144.47 -1.1 2,30757263


19/36

y = 0.0259x – 0.2323

R = 0.8872

K’’=0.0259[min-1

]

y = 0.0259x - 0.2323

R² = 0.7872

-1

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120 140 160

tiempo [min]

Series1

Linear (Series1)

lno

t

vs t

l n

o t


20/36

7.2. Cálculo de gama

Cálculo de K’’2N para la concentración de 2N de HCl.

tiempo Alfa vs tiempo h m s t min α

0 3 24 3,40 7

0 5 40 5,67 7

0 8 15 8,25 6,8

0 9 32 9,53 6,8

0 10 20 10,33 6,7

0 11 3 11,05 6,65

0 15 59 15,98 6,05

0 17 0 17,00 6,2

0 18 41 18,68 6,6 0 20 47 20,78 6,5

0 23 50 23,83 4,6

0 24 42 24,70 4,4

0 28 30 28,50 4,6

0 31 20 31,33 4

0 32 38 32,63 4

0 35 28 35,47 4

0 38 5 38,08 3,75

0 39 28 39,47 3,7

0 42 46 42,77 4 0 43 10 43,17 3,7

0 45 5 45,08 3,6

0 45 24 45,40 3,4

0 47 23 47,38 3,35

0 48 6 48,10 3,2

0 49 46 49,77 2,8

0 50 50 50,83 3,3

0 53 9 53,15 3,05

0 53 46 53,77 3,2

0 56 46 56,77 3,1 0 56 59 56,98 3,1

0 59 46 59,77 2,8

1 1 3 61,05 2,5

1 2 10 62,17 2,8

1 3 2 63,03 2,7

1 4 1 64,02 2,6


21/36

1 14 5 74,08 1,9

1 14 35 74,58 1,9

1 14 38 74,63 1,9

1 15 19 75,32 1,85

1 15 56 75,93 1,85

1 16 56 76,93 2

1 19 25 79,42 1,9

1 20 30 80,50 1,8

1 21 25 81,42 1,6

1 22 7 82,12 1,8

1 22 32 82,53 1,8

1 24 2 84,03 1,8

1 24 20 84,33 1,8

1 35 10 95,17 1,4

1 36 22 96,37 1,35

1 36 47 96,78 1,35

1 38 25 98,42 1,3

1 44 56 104,93 1,15

1 45 2 105,03 1,15

1 45 21 105,35 1,1

1 45 55 105,92 1,2

1 46 30 106,50 1,2

1 54 36 114,60 1,05

1 55 35 115,58 0,8

1 56 13 116,22 0,9

1 56 47 116,78 1

1 59 40 119,67 0,6

2 0 12 120,20 0,5

2 0 53 120,88 0,6

2 1 33 121,55 0,75

2 2 1 122,02 0,65

2 2 58 122,97 0,65

2 4 15 124,25 0,65

2 11 16 131,27 0,6

2 11 38 131,63 0,6 2 12 28 132,47 0,65

2 12 55 132,92 0,65

2 14 3 134,05 0,6

2 16 5 136,08 0,6

2 19 1 139,02 0,5

2 20 50 140,83 0,4


22/36

2 21 23 141,38 0,4

2 22 7 142,12 0,45

2 22 45 142,75 0,35

2 29 35 149,58 0,1

2 29 51 149,85 0,1

2 30 47 150,78 0,1

2 31 12 151,20 0,1

2 31 34 151,57 0,05

2 39 57 159,95 0,1

2 40 50 160,83 0,05

2 41 27 161,45 0

2 42 1 162,02 0

2 53 8 173,13 -0,2

2 54 4 174,07 -0,25

2 55 1 175,02 -0,3

Usando la ecuación de Guggenheim

t [min]

3,40 0

5,67 0

8,25 0,02454111

9,53 0,02454111

10,33 0,03704127

11,05 0,04335044

15,98 0,12233885

17,00 0,10199917

18,68 0,04969967

20,78 0,06252036

23,83 0,34377154

24,70 0,37855766

28,50 0,34377154

31,33 0,45198512 32,63 0,45198512

35,47 0,45198512

38,08 0,50077529

39,47 0,51082562

42,77 0,45198512

43,17 0,51082562

lno

t


23/36

45,08 0,5312345

45,40 0,57334598

47,38 0,5841569

48,10 0,6173091

49,77 0,71149632

50,83 0,59508597

53,15 0,65159818

53,77 0,6173091

56,77 0,64003736

56,98 0,64003736

59,77 0,71149632

61,05 0,78845736

62,17 0,71149632

63,03 0,73649762

64,02 0,76214005

74,08 0,96281075

74,58 0,96281075

74,63 0,96281075

75,32 0,97881109

75,93 0,97881109

76,93 0,9315582

79,42 0,96281075

80,50 0,99507161

81,42 1,06289421

82,12 0,99507161

82,53 0,99507161

84,03 0,99507161

84,33 0,99507161

95,17 1,13565356

96,37 1,15470176

96,78 1,15470176

98,42 1,17411984

104,93 1,23474446

105,03 1,23474446

105,35 1,25579787 105,92 1,21412518

106,50 1,21412518

114,60 1,27730408

115,58 1,39237341

116,22 1,34474536

116,78 1,29928298


24/36

119,67 1,49502756

120,20 1,55059741

120,88 1,49502756

121,55 1,41706602

122,02 1,46835931

122,97 1,46835931

124,25 1,46835931

131,27 1,49502756

131,63 1,49502756

132,47 1,46835931

132,92 1,46835931

134,05 1,49502756

136,08 1,49502756

139,02 1,55059741

140,83 1,60943791

141,38 1,60943791

142,12 1,57958495

142,75 1,64020957

149,58 1,81010861

149,85 1,81010861

150,78 1,81010861

151,20 1,81010861

151,57 1,84784894

159,95 1,81010861

160,83 1,84784894

161,45 1,88706965

162,02 1,88706965

173,13 2,06142304

174,07 2,1102132

175,02 2,16150649


25/36

y = 0.0119x – 0.0065

R = 0.9937

K’’2N = 0.0119 [min-1]


t Alfa vs tiempo

horas minutos segundos t [min] α

0 2 57 2,95 6,2 0 3 33 3,55 5,85

0 4 43 4,72 5

0 6 6 6,10 5

0 7 44 7,73 4,7

0 8 30 8,50 4,65

0 9 20 9,33 4,5

y = 0.0119x - 0.0065

R² = 0.9875

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00

tiempo [min]

Series1

ln o

t

vs t

l n

o t


26/36

0 10 20 10,33 4,15

0 11 25 11,42 3,95

0 12 14 12,23 3,8

0 13 46 13,77 3,3

0 13 58 13,97 3,25

0 14 35 14,58 3,1

0 23 28 23,47 1,6

0 26 40 26,67 1,3

0 27 0 27,00 1

0 27 12 27,20 1

0 30 3 30,05 0,9

0 33 40 33,67 0,55

0 34 6 34,10 0,55

0 39 54 39,90 0,3

0 41 58 41,97 0,25

0 46 25 46,42 -0,05

0 49 31 49,52 -0,05

0 53 35 53,58 -0,2

0 55 19 55,32 -0,55

0 55 49 55,82 -0,6

0 57 51 57,85 -0,6

0 58 29 58,48 -0,6

1 0 37 60,62 -0,6

1 0 35 60,58 -0,6

1 3 0 63,00 -0,7

1 4 21 64,35 -0,7

1 6 4 66,07 -0,7

1 6 39 66,65 -0,85

1 29 31 89,52 -1,5

1 30 27 90,45 -1,5

1 51 24 111,40 -1,5

1 52 27 112,45 -1,55

1 54 44 114,73 -1,55

2 10 85 131,42 -1,55

2 11 4 131,07 -1,55 2 27 40 147,67 -1,55

2 30 13 150,22 -1,35

2 28 45 148,75 -1,3


27/36


t [min]

2,95 0,0000

3,55 0,0456

4,72 0,1659

6,10 0,1659

7,73 0,2121

8,50 0,2200

9,33 0,2441

10,33 0,3027

11,42 0,3377

12,23 0,3649

13,77 0,4611 13,97 0,4713

14,58 0,5024

23,47 0,8819

26,67 0,9787

27,00 1,0860

27,20 1,0860

30,05 1,1244

33,67 1,2721

34,10 1,2721

39,90 1,3927 41,97 1,4187

46,42 1,5905

49,52 1,5905

53,58 1,6889

55,32 1,9652

55,82 2,0117

57,85 2,0117

58,48 2,0117

60,62 2,0117

60,58 2,0117 63,00 2,1118

64,35 2,1118

66,07 2,1118

66,65 2,2837

89,52 3,9576

90,45 3,9576

lno

t


28/36

111,40 3,9576

112,45 4,3631

114,73 4,3631

131,42 4,3631

131,07 4,3631

147,67 4,3631

150,22 3,2645

148,75 3,1103

y = 0.0304x + 0.1557

R² = 0.8972

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00

tiempo [min]

Series1

Linear (Series1)

ln o

t

vs t

l n

o t


29/36

y = 0,0304x + 0,1557

R = 0,9472

De la gráfica podemos obtener el valor de k:

K’’4 N = 0.0304


Tiempo Alfa vs tiempo

horas minutos segundos t [min] α

0 3 55 3,92 12,75

0 4 36 4,60 12,5

0 5 3 5,05 12,25

0 6 40 6,67 12,4 0 7 30 7,50 12,35

0 9 47 9,78 12,3

0 10 0 10,00 12,15

0 23 50 23,83 10

0 24 20 24,33 10

0 24 48 24,80 9,8

0 25 20 25,33 9,7

0 26 39 26,65 9,4

0 27 10 27,17 9

0 28 20 28,33 8,9

0 28 40 28,67 8,8

0 29 25 29,42 8,65

0 30 20 30,33 8,45

0 31 50 31,83 8,6

0 32 40 32,67 8,4

0 45 0 45,00 6,6

0 46 15 46,25 6,3

0 47 0 47,00 6,5

0 47 30 47,50 6,5

0 48 25 48,42 6,2

0 49 54 49,90 6,6

0 50 35 50,58 6,4

0 50 53 50,88 6,2

0 51 27 51,45 5,8

1 3 30 63,50 4,6

1 4 30 64,50 4,4


30/36

1 5 40 65,67 4,35

1 7 12 67,20 4,3

1 7 45 67,75 4,2

1 8 45 68,75 4,2

1 22 16 82,27 3,3

1 23 0 83,00 3,3

1 25 3 85,05 3,1

1 25 35 85,58 3

1 26 8 86,13 3

1 26 39 86,65 3

1 27 9 87,15 3

1 30 14 90,23 3

1 30 42 90,70 3

1 31 28 91,47 2,8

1 32 16 92,27 2,3

1 33 1 93,02 2,7

1 33 54 93,90 2,35

1 36 10 96,17 2,15

1 42 13 102,22 2,2

1 42 47 102,78 2,2

1 44 26 104,43 2,05

1 46 5 106,08 1,6

1 47 1 107,02 1,5

1 54 50 114,83 1,25

1 56 1 116,02 1,2

1 56 4 116,07 1,2

1 57 15 117,25 1,2

1 57 30 117,50 1,15

1 58 20 118,33 1,2

1 59 1 119,02 1,15

1 59 59 119,98 1,15

2 1 4 121,07 1,05

2 1 50 121,83 1

2 2 50 122,83 0,9

2 3 28 123,47 1 2 4 10 124,17 0,4

2 4 58 124,97 0,6

2 5 40 125,67 0,5

2 7 49 127,82 0,1

2 8 50 128,83 0,5

2 10 20 130,33 0,5


31/36

2 11 12 131,20 0,5

2 11 55 131,92 0,4

2 12 45 132,75 0,3

2 13 49 133,82 0,1

2 14 50 134,83 -0,2

2 15 30 135,50 -0,3

2 16 40 136,67 -0,2

2 18 30 138,50 -0,2

2 19 25 139,42 -0,2

2 20 2 140,03 -0,5

2 23 8 143,13 -0,8


t [min]

3,92 0

4,60 0,01808368

5,05 0,0365004

6,67 0,02540972

7,50 0,02909296

9,78 0,03278982

10,00 0,04396312

23,83 0,21956573

24,33 0,21956573

24,80 0,23758424

25,33 0,24671672

26,65 0,27462551

27,17 0,31309179

28,33 0,32294408

28,67 0,33289442

29,42 0,34800805

30,33 0,36852159

31,83 0,35309712 32,67 0,37371641

45,00 0,58135577

46,25 0,62057649

47,00 0,59425918

47,50 0,59425918

48,42 0,63399951

lno

t


32/36

49,90 0,58135577

50,58 0,60733126

50,88 0,63399951

51,45 0,68956936

63,50 0,87762159

64,50 0,91271291

65,67 0,92168158

67,20 0,93073142

67,75 0,94908055

68,75 0,94908055

82,27 1,13140211

83,00 1,13140211

85,05 1,17686449

85,58 1,20039498

86,13 1,20039498

86,65 1,20039498

87,15 1,20039498

90,23 1,20039498

90,70 1,20039498

91,47 1,24918515

92,27 1,38271654

93,02 1,27450296

93,90 1,3685319

96,17 1,42651916

102,22 1,41170408

102,78 1,41170408

104,43 1,45682451

106,08 1,60586009

107,02 1,64222774

114,83 1,73939148

116,02 1,76001077

116,07 1,76001077

117,25 1,76001077

117,50 1,78106418

118,33 1,76001077 119,02 1,78106418

119,98 1,78106418

121,07 1,82454929

121,83 1,84702215

122,83 1,89354216

123,47 1,84702215


33/36

124,17 2,16547588

124,97 2,04769284

125,67 2,10485126

127,82 2,37311524

128,83 2,10485126

130,33 2,10485126

131,20 2,10485126

131,92 2,16547588

132,75 2,2300144

133,82 2,37311524

134,83 2,63547951

135,50 2,74084002

136,67 2,63547951

138,50 2,63547951

139,42 2,63547951

140,03 2,99215445

143,13 3,55177024

y = 0.0187x - 0.2682

R² = 0.9357

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00

tiempo [min]

Series1

Linear (Series1)

ln o

t

vs t

l n

o t


34/36

y = 0.0187x – 0.2682

R = 0.9673

De la gráfica podemos obtener el valor de k:

K’’6 N = 0.0187

Una vez obtenidos los valores de K’’ a las diferentes concentraciones del catalizador, tenemos lasiguiente tabla:

[H+] K’’

2 N 0.0119

4 N 0.0304

6 N 0.0187

'' ' K K H

Aplicamos logaritmos:

ln '' ln ' ln K K H

Ln [H] Ln K''

0,69314718 -4,43121688

1,38629436 -3,49331267

1,79175947 -3,97923176

y = 0.5128x - 4.6297

R² = 0.3689

-5

-4.5

-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0 0.5 1 1.5 2

L n K

' '

Ln [H]

Ln K'' vs Ln [H]

Series1


35/36

y = 0.5128x – 4.6297

R = 0.6074

Por lo tanto de la anterior ecuación podemos decir que

γ = 0.5128

8.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.-

8.1. Observaciones.-

8.2. Conclusiones.-

El valor de la constante cinética se determino empleando la siguiente ecuación deGuggenheim:

( )

Con el cual se hallo el valor de 0,0259[min-1

].

El valor de =1 debido a que la mejor regresión es lineal por lo tanto es de primer orden,ya que presenta un factor de correlación R=0.8872, el acido es un catalizador el cualinfluye en la velocidad de reacción, al realizar la experiencia empleando distintasconcentraciones de catalizador obtuvimos un ϒ=0.5128, el agua se encuentra en gran

cantidad por eso la concentración es considerada constante β=0.

La relación usada para la rotación óptica y la concentración fue la siguiente:

( )

- Para CA:

Para la primera parte de la práctica, para determinar el valor de α que es el orden dereacción con respecto a la concentración de sacarosa, se usó el método integral con lo cual


36/36

linealizando los datos se obtuvo una correlación de 0.8872 lo cual no es muy preciso ya

que analizando los datos:

Se puede observar que hay un gran salto para el tiempo de 40 minutos esto se puede deber

a que las lecturas en el polarímetro fueron realizadas por diferentes personas que deacuerdo a su observación o a que no sabían cómo leer en el polarímetro repetían el mismo

dato una y otra vez, como se puede observar en la gráfica.

El valor encontrado de la constante es de 0.0259 min-1, el valor calculado por eldepartamento de física de la facultad de química, en la universidad de A. Coruña es de

0.02 min-1

por lo q el error experimental de la medida es de:

Este valor es demasiado grande, pero es entendible debido a la gran dispersión en los

datos leídos en el polarímetro.

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1058635El azúcar invertido es la disgregación por hidrolización de la sacarosa en glucosa y fructosa . Su nombre hace referencia a que el poder rotatorio de la solución frente