UNIVERSIDAD AUTÓNOMA BENITO JUÁREZ DE OAXACA

Facultad de Ciencias Químicas

Laboratorio de Cinética Química

Profesor: Antonio Canseco Urbieta

Práctica N. 1: ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE OXIDACIÓN DE LA VITAMINA C CON FERROCIANURO DE POTASIO. DETERMINACIÓN DE LA LEY

EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ

Alumnos: Patricio Jiménez Víctor Eduardo

Ríos Ríos William de Jesús Cruz Hernández Diego Sait Zárate Ramos Rosa Andrea

Bautista López Cintia

4to Semestre QFB

Ciclo Escolar: 2013 – 2013

Abril de 2013, 0axaca, Oaxaca

INTRODUCCIÓN

La rapidez de una reacción constituye una indicación de la cantidad de moles de reactivo o productos que reaccionan o se producen en cierto periodo. Las rapideces de las reacciones constituyen un tema central en la cinética. Las rapideces de las reacciones también proporcionan la información esencial necesaria para deducir las acciones individuales que una especie reactiva lleva acabo para formar productos, las rapideces de la mayoría de las reacciones varían respecto al tiempos es decir a medida que pasa el tiempo disminuyen las cantidades de reactivos. En la mayoría de las reacciones, la rapidez inicial se relaciona con las a cantidades iníciales de algunos o de todos de los reactivos. Experimentalmente se encuentra que la rapidez inicial es proporcional a la concentración ( es decir, a la molaridad) de algunos o de todos los reactivos, elevada algún exponente Con el fin de transformar esta proporcionalidad K es la constate de rapidez de la reacción y normalmente es independiente de las concentraciones exactas de A Y B (o de cualquier otra especie cuya concentración aparezca en la expresión algebraica), pero que normalmente si depende de la temperatura. Los exponentes m y n reciben el nombre órdenes. Esta última expresión recibe el nombre de Ley de la rapidez de una reacción. Las leyes de la rapidez de la reacción deben determinarse experimentalmente; en todos los casos deben determinarse formando una reacción química bajo diferentes condiciones de concentraciones iniciales, midiendo rapideces iniciales por medio de algún método experimental y deduciendo algebraicamente los órdenes para cada reactivo y el valor numérico de la constate de rapidez de la reacción K.

OBJETIVO

Establecer la ley experimental de rapidez de la oxidación de vitamina C con ferrocianuro de potasio, por el método integral. Determinar órdenes parciales por el método de aislamiento de Ostwald.

FUNDAMENTO

1. Defina los siguientes términos:

a) Ecuación de rapidez. La rapidez o velocidad de reacción se expresa como el cambio de la concentración de reactivo o producto en un intervalo de tiempo. Velocidad=-(Δ*A+)/Δt Para el reactivo y Velocidad=-(Δ*B+)/Δt para el producto.

b) Orden de reacción. El orden de reacción es la suma de los exponentes a los que están elevadas las concentraciones de los reactivos que están expresados en la ley de velocidad.

c) Constante de rapidez. Es una relación de proporcionalidad entre la velocidad de reacción y la concentración del reactivo. k=velocidad/[A]

d) Reactivo limitante Es el reactivo del cual depende la máxima cantidad de producto formado en una reacción, es el reactivo que se consume primero durante la reacción. 2. Diga cuál es la metodología seguida para establecer una ley experimental de rapidez.

* Se debe obtener los órdenes parciales. Los ordenes se obtienen relacionando las corridas adecuadas para poder eliminar términos semejantes y así poder obtener el respectivo orden parcial (alfa, beta , gamma, etc.) * Una vez obtenidas los ordenes parciales, despejamos de la formula general la contaste de rapidez, K. * sustituimos los datos.

3. Mencione los fundamentos, ventajas y desventajas del método integral.

Este método se fundamenta en el análisis de la variación de concentraciones respecto a un tiempo determinado. Mediante este método se determina el orden de reacción que sigue una determinada reacción. Como ventajas de este método tenemos que es muy exacto, de acuerdo a que se pueden obtener los órdenes de reacción mediante traficación de las tablas, y así corroboran con la regresión lineal. Como desventaja tenemos que es un método muy tedioso, esto porque requiere de diferentes pasos.

4. ¿Cómo se podrían expresar las ecuaciones integradas de rapidez de los diferentes ordenes. En

función de absorbancias en lugar de concentraciones? y ¿Cómo justificaría esta sustitución?

Orden cero: Ab = Ab -˳Kt 1° Orden: In Ab = In Ab -˳Kt 2° Orden: x/ab(ab-x)=Kt

5. ¿En qué consiste el método de aislamiento de Ostwald?

Se basa en realizar una secuencia controlada de experimentos. Para determinar ˳ se parte de [A]0.[B]0, [C]0, ..., de forma que la c de todos los reactivos excepto A permanece casi cte. En este caso:

v [A] [B] ... v k'[A] De modo que la cinética es de pseudo-orden en el componente elegido. Requerimientos: *Realizar un nº grande de experimentos *Determinar uno a uno los órdenes parciales *Comprobar que se cumple: a + b +...= n

EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS NECESARIOS

Material:

Vasos de precipitados

Espectrofotómetro

Probetas

Sustancias:

K3Fe(CN)6

HNO3

Vit C

H2O (destilada)

DESARROLLO

1. Etiquete 3 vasos de precipitados, limpios y secos, de la siguiente manera:

H 2A, K3Fe(CN)6 y M.

2. Se trabajan 4 corridas como se indica en la siguiente tabla:

Corrida

num.

mL

K3Fe(CN)60.002

5 M

mL HNO3

0.1 M

mL H2O

(destilada)

mLVit C

0.004 M

mL H2O

(destilada)

1 40 10 0 25 25

2 32 10 8 20 30

3 20 10 20 12.5 37.5

4 16 10 24 10 40

3. Una vez que tenga sus vasos de ferrocianuro y vitamina preparados según la corrida que vaya a

trabajar, vacíelos simultáneamente en el vaso M y al mismo tiempo dispare el cronómetro.

4. Tome 12 lecturas de absorbancia a 418 nm a intervalos de 2 minutos, tomando de la mezcla de

reacción solo el volumen necesario y deséchelo después de efectuar la lectura.

NOTA: el tiempo entre lecturas, puede variar según avanza la reacción

Prepare una curva patrón de la siguiente manera:

mL

K3Fe(CN)60.0

025 M

mL HNO3

0.1 M

mL H2O

(destilada)

4 10 86

8 10 82

10 10 80

16 10 74

20 10 70

CÁLCULO Y REPORTE DE RESULTADOS

Tablas y graficas de la corrida 1 (La cual nos dio que es de 2do Orden)

Tablas y graficas de la corrida 2 (La cual nos dio que es de 2do Orden)

Tablas y graficas de la corrida 3 (La cual nos dio que es de 2do Orden)

Tablas y graficas de la corrida 4 (La cual nos dio que es de 1er Orden)

Curva patron (Reajustada mediante la Ecuacion de minimos cuadrados; Ver

archivo de Excel adjunto)

Tablas y graficas del Orden de Reaccion en cada corrida; Concentracion vs

tiempo según la Curva Patron

Corrida 1

Corrida 2

Corrida 3

Corrida 4

CONCLUSION

Los metodos de determinacion de la cinetica de una reaccion mediante la leyes experimentas de la

velocidad , metodos diferenciales e integrales , nos permiten determinar la velocidades a las que

reacitivos reaccionana para producir una determinado producto.

La determinacon de la oxidacion de la Vitamina C en esta practica , utilizando como reactivo

limitante el Ferrocianuro de potasio , se llevo a cabo mediante una reaccion de segundo orden(como

en el caso de la corrida 1 y 2) y primer orden(3,4) , esto se demuestra mediante las distintas

graficaciones y comprobadas por regresion , correspondian en medida a un orden de este tipo. La

variablidad de estas determinaciones depende de las condiciones de las concentraciones y en

totalidad de las molaridades de estas.

ANEXOS 1.- En el Ph del trabajo, ¿en qué forma se encuentra predominante la vitamina C? R= Se encuentra ionizado al pH del trabajo, y actúa como un oxidante

2.- Escriba la reacción que se efectúa entre la vitamina y el ferrocianuro de potasio.

C6O6H8 + [Fe(CN)6]-3 C6O6H6 + [Fe(CN6)]-4

3.- Explique el significado del siguiente término: orden respecto al tiempo. R= Es el orden en el que se descompone una concentración en un tiempo determinado

BIBLIOGRAFÍA:

David W. Ball. Fisicoquímica. Director editorial: José Tomás Bonilla. Abril del 2005 México D.F

Gilbert W. Castellan. Fisicoquímica. Editorial: PEARSON. Segunda Edición. México. 1974

Laidler Keith J., Meiser John H. Fisicoquímica. Segunda Edición en Inglés. Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V. México, 1999.

McQuarrie Donald A., Simon John D. Physical Chemistry. A molecular Approach. University Science Books. Sausalito, California, USA, 1997.