Objetivos

Determinar la influencia de la concentración y de la temperatura sobre la velocidad de reacción. Calcular todo sobre la ley de la velocidad.

Procedimiento

Primera parte

Primero preparamos 100 ml de acido oxalico en una concentración de 0.6 M.

PREPARACIÓN DE ACIDO OXALICO:

Calculo para saber la cantidad de gramos que debemos añadir a 100 ml para alcanzar una concentración de 0.6 M.

X= 0,6 M * 126 gr NaOH * 100 ml Sln = 7,56 gr acido oxálico. 1 M * 1000 ml

Segunda parte

Después que sabemos la cantidad de acido oxálico que debemos agregar y ya teniendo los 100 ml a 0.6 M realizamos 3 preparaciones en 3 tubos de ensayos diferentes junto al acido agregamos difentes cantidades dadas de agua destilada y permanganato de potasio pero a una temperatura constante (temperatura ambiente) , agitamos y tomamos el tiempo en que la solución cambia de color:

2KMnO4 + 5H2C2O4 + 6H(+) 2Mn (2+) + 10CO2 + 8H2O

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Los valores del tiempo de reacción para cada experimento y los respectivos volúmenes para cada sustancia son los siguientes:

Experimento

Vol. Oxalico (ml).

Vol. Agua (ml).

Vol. Permanganato de

potasio (ml).

Tiempo (s).

1 1.5 0 0.5 1242 3 0.5 0.5 1393 1.5 1.5 1 242

Experimento a1

Experimento a2

Experimento a3

Experimento

Vol. Oxalico (ml).

Vol. Agua (ml).

Vol. Permanganato de

potasio (ml).

Tiempo (s).

a1 1.5 0 0.5 130a2 3 0.5 0.5 170a3 1.5 1.5 1 285

El tiempo en la tabla es la duración que tiene la solución en reaccionar (cambiar de morado por el permanganato de potasio a un color amarillento).

Tercera parte

En esta parte del procedimiento realizaremos unos experimentos parecidos a los anteriores pero a diferentes temperaturas y a iguales volúmenes.

1- A una temperatura ambiente (17ºc).

2- Aumentamos de temperatura ambiente a 35ºc.

3- A una temperatura de 45ºc

1-a- A temperatura ambiente (15ºc).

2-a- A una temperatura de 35ºc

3-a- A una temperatura de 50ºc

Cuestionario

1- ¿Que es velocidad instantánea de una reacción?

La velocidad instantánea se expresa mediante la derivada de la concentración con respecto al tiempo de un reactivo o de un producto, dividida por su correspondiente coeficiente estequiométrico y convertida en una cantidad positiva.

2- ¿Que es orden de reacción?, ¿como se calcula?, ¿cual es el orden de la reacción realizada en su practica?

Para cada reacción se puede formular una ecuación, la cual describe cuantas partículas del reactivo reaccionan entre ellas, para formar una cantidad de partículas del producto.Para una reacción de la forma:

esto significa, que dos partículas A colisionan con una partícula B, una partícula C y una partícula D para formar el producto E.Sin embargo, la probabilidad de que cinco partículas colisionen al mismo tiempo y con energía suficiente, es escasa.Más probable es que dos o tres partículas colisionen y formen un producto intermedio, este producto intermedio colisiona con las demás partículas y forma otros productos intermedios hasta formar el producto E, aquí un ejemplo:

La descomposición de la reacción principal en llamadas reacciones elementales y el análisis de estas nos muestra exactamente como ocurre esta reacción.Por medio de métodos experimentales o por premisas se puede determinar la dependencia de la rapidez de las reacciones elementales con las concentraciones de los componentes A, B, C y D.El orden de reacción está definido como la suma de los exponentes de las concentraciones en la ley rapidez de la reacción. Este es también llamado orden total de reacción, pues el orden depende del reactivo que se analice. El orden de la reacciones se determina experimentalmente.Ejemplo:Suponiendo que la rapidez de reacción de la primera reacción elemental tiene una dependencia cuadrática con la concentración del reactivo A, esto significa que esta reacción es de segundo orden con respecto al reactivo A. El orden total de esta reacción es también segundo, pues no hay otros reactivos.Suponiendo que la rapidez de reacción de la segunda reacción elemental tenga una dependencia lineal con la concentración del reactivo A2, lineal con la concentración del reactivo B y ninguna dependencia con C. Entonces es la reacción de primer orden en relación a A2, de primer orden en relación a B y de cero orden en relación al componente C. El orden total es segundo.Suponiendo que la rapidez de reacción de la tercera reacción elemental tenga una dependencia lineal con la concentración de A2BC, pero ninguna con la concentración de D, entonces es la reacción de primer orden en relación a A2BC y de orden cero en relación a D. El orden total de la reacción es primero.

Para una reacción hipotética de la forma:

la rapidez de reacción se define como:

r = k[A]a[B]b

(las concentraciones de reactivos están elevados a su correspondiente coeficiente cinético sólo en el caso en el que la reacción sea elemental). Donde los corchetes denotan la concentración de cada una de las especies; "r" denota la rapidez de reacción y "k" es la constante de rapidez. La rapidez de las reacciones químicas abarca escalas de tiempo muy amplias. Por ejemplo, una explosión puede ocurrir en menos de un segundo; la cocción de un alimento puede tardar minutos u horas.

3- ¿Que es tiempo de vida media?

Se define como el tiempo que le toma a una especie en una reacción alcanzar la mitad de su concentración: [A]t = [A]0/2. Es un método útil para determinar el orden de reacción para reacciones del tipo

A P donde

El tiempo de vida media está dado por las ecuaciones a continuación:

Para reacciones de primer orden, el tiempo de vida media no depende de la concentración inicial, por lo tanto siempre es una constante que caracteriza el sistema. Por el contrario para reacciones de segundo orden o más, siempre depende de la concentración inicial.

4- Elabore gráficos para reacciones de orden cero, uno y dos ¿con que ecuaciones?

Usando el calculo integral las leyes de rapidez tienen una ecuación específica dependiendo del orden de la reacción para reacciones del tipo:

Orden cero, n = 0 (Separando variables e integrando)

Orden uno, n = 1 (usando el mismo método de separación de variables e integración)

Orden dos, n = 2

Orden cero

Orden uno

Orden dos

5- ¿Qué aplicaciones farmacéuticas tiene la cinética quimica?

la cinetica quimica se encarga de la rapidez o velocidad de las reacciones . por ejemplo esta es muy útil en farmacología ya que ayuda a saber en cuanto tiempo un medicamento empieza a funcionar dentro de un organismo.

6- Escriba la ley de la velocidad para su reacción oxálico+permanganato con valores y unidades

MnO4- + C2O4

2- + H+ ® Mn2+ + CO2 + H2O

·         Así, para la reacción: aA + bB ® productos,  la velocidad media de la reacción directa puede darse como 

v = -D[A]/aDt  ó v =-D[B]/bDt,

·     y la velocidad instantánea será:

v = - d[A]/adt = –d[B]/bdt = k [A]m [B]n

7- Que método practico utilizaría para determinar la velocidad de descomposición del peroxido de hidrogeno

2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g) 

La descomposición del peróxido de hidrógeno para formar oxígeno y agua con la evolución de calor se expresa con la siguiente ecuación:

2H2O2(l) ~ 2H2(I) + O2(g) + 1240 BTU/lb de H2O2 al 100%

Los grados comerciales de peróxido de hidrógeno son bastante estables, y pierden típicamente menos de 1% de concentración relativa por año. A esta velocidad de descomposición, el calor se disipa fácilmente en los alrededores y el peróxido de hidrógeno permanece a temperatura ambiente. Sin embargo, unos factores pueden aumentar la velocidad típicamente lenta de la descomposición de peróxido de hidrógeno.

8- Escriba 3 reacciones cuya velocidad sea grande y 3 reacciones cuya velocidad sea pequeña

Reacciones rápida:

1) Ácido clorhídrico + hidróxido de sodio2) ácido clorhídrico + carbonato de calcio3) ácido sulfúrico + permanganato de potasio

Reacciones lentas:

1) Ácido clorhídrico + cobre2) permanganato de potasio + bicromato de sodio3) carbón + oxígeno = diamante

Calculo de la ley de la velocidad y orden de reacción

Experimento

Volumen

( )

Volumen

( )

Agua( )

Vol. Tota

l( )

[ ]M Inicial

[ ]M Inicial

Tiempo( )

Velocidad( )

1 1.5 0.5 0 2 0.48 0.015 124 6*10-5

2 3.0 0.5 0.5 4 0.48 0.007 139 2.5*10-5

3 1.5 1.0 1.5 4 0.24 0.015 242 3.1*10-5

Temperatura ( )

Volumen

( )

Volumen

( )

Agua( )

Vol. Total( )

[]

M Inicial

[ ]M Inicial

Tiempo( )

Velocidad( )

17 3.0 0.5 0.5 4 0.6 0.085 152 1.75*10-5

35 3.0 0.5 0.5 4 0.6 0.085 59 9.2*10-5

45 3.0 0.5 0.5 4 0.6 0.085 31 1,84*10-4

(Experimentos y valores de Diego Carrascal)

DETERMINACION DE VELOCIDADES

Variación de concentraciones:

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Variación de temperatura:

A 15ºc:

A 35ºc:

A 45ºc:

ORDENES DE REACCION

Para ( ):

Para ( ):

ORDEN GLOBAL =1

CONSTANTE DE VELOCIDAD:

LEY DE VELOCIDAD

Experimento

Volumen

( )

Volumen

( )

Agua( )

Vol. Tota

l( )

[ ]M Inicial

[ ]M Inicial

Tiempo( )

Velocidad( )

1 1.5 0.5 0 2 0.48 0.015 130 5.77*10-5

2 3.0 0.5 0.5 4 0.48 0.007 170 2.05*10-5

3 1.5 1.0 1.5 4 0.24 0.015 285 2.63*10-5

Temperatura ( )

Volumen

( )

Volumen

( )

Agua( )

Vol. Total( )

[]

M Inicial

[ ]M Inicial

Tiempo( )

Velocidad( )

15 3.0 0.5 0.5 4 0.6 0.085 200 2.3*10-5

35 3.0 0.5 0.5 4 0.6 0.085 38 2.93*10-5

50 3.0 0.5 0.5 4 0.6 0.085 19 1.12*10-4

(Experimentos y valores de Rafael Ortiz)

DETERMINACION DE VELOCIDADES

Variación de concentraciones:

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Variación de temperatura:

A 15ºc:

A 35ºc:

A 45ºc:

ORDENES DE REACCION

Para ( ):

Para ( ):

ORDEN GLOBAL =1

CONSTANTE DE VELOCIDAD:

LEY DE VELOCIDAD

Conclusiones

Como pudimos observar por medio de la practica, la velocidad de una reacción se puede ver afectada por agentes externos como lo es la temperatura, la concentración ente otros aspectos.

Cuando aumentamos la temperatura de la reacción a concentraciones constantes pudimos notar la variación en el tiempo de reacción, a medida que aumentábamos la temperatura, el tiempo disminuía y por lógica sabemos que la velocidad de la reacción se ve favorecida pero con respecto a las concentraciones ocurre lo contrario, a medida que aumentábamos la concentración de los reactivos el tiempo aumentaba lo cual significa que la velocidad estaba siendo afectada.

MARCO TEORICO

La velocidad de una reacción se mide por la cantidad de sustancias reaccionantes que se transforman en productos en la unidad de tiempo. Los principales factores que afectan la velocidad de reacción son: la concentración de los reactivos: en muchos casos al aumentar la concentración de alguno de los reactivos aumenta la velocidad de reacción A mayor número de moléculas presentes en un mismo volumen más fácilmente podrán colisionar. La temperatura de la reacción: al aumentar la temperatura siempre hay un aumento en la velocidad de reacción, esto se debe que se aumenta el movimiento y por lo tanto el choque de las partículas. Los catalizadores: es una sustancia que modifica la energía de activación pero no el equilibrio del sistema.

BIBLIOGRAFIA

http://www.angelfire.com/bug/quimica/pagina_nueva_3.htm.

http://www.elergonomista.com/quimica/q7.html.

http://www1.uprh.edu/inieves/macrotema/CINETICA_macrotema.htm

http://html.rincondelvago.com/reacciones-exotermicas-y-endotermicas.html

http://www.mitecnologico.com/Main/Cinetica

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http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/qg/Com%207-%20Cinetica%20Quimica.pdf

http://issuu.com/daniel-boom/docs/cineticaq