Universidad de Panamá

Facultad de Medicina

Laboratorio de Química

Reporte nº 3

Factores que Afectan la Velocidad de una Reacción

Valery Liao CIP: 8-908-171

Andoni Garrido CIP: 8-884-1574

1.4b

Prof. Magalis V. Clarke

Introducción Hay muchos aspectos que pueden dar una idea de la forma en la que se desempeña una

reacción, uno de ellos es la velocidad, pues esta se ve afectada, a su vez, por otros

factores como lo son la temperatura, la concentración de soluto, el estado en el que se

encuentra el soluto, la presencia de un catalizador, el orden de la reacción…No obstante,

en este laboratorio nos enfocaremos en comprobar de forma práctica, como es que la

variación de la temperatura y los cambios de concentración del soluto afectan una

reacción especifica.

Antes de estar en materia, debemos conocer que estos dos factores están íntimamente

ligados con el modelo de colisiones. Modelo que postula que mientras mayor cantidad de

colisiones, y por ende, mayor será la velocidad a la cual se lleva a cabo la reacción.

Como objetivo general, verificaremos de forma experimental como estos factores varían

con la temperatura ambiental y la concentración del soluto. Específicamente

centrándonos en la variación de concentraciones de soluto, cambios de temperatura y los

efectos que esto tiene en la reacción.

Este estudio a realizar, pertenece a la cinética química, que es la parte de la fisicoquímica

que estudia las velocidades de reacción. Concepto que se aplica en muchas disciplinas,

tales como la ingeniería química, enzimología, entre otras.

Procedimiento

A) Reacción de ácido clorhídrico con una disolución de tiosulfato de sodio.

B=Dependencia del tiempo de avance de una reacción en términos de la concentración de los reactivos.

1

•Pesaremos 1 gramo de de tiosulfato de sodio ( Na2S2O3) y los disolveremos en 25 mL de agua. Dispondremos de 5 tubos de ensayo y adicinaremos a cada uno , las cantidades de de tiosulfato de sodio ( Na2S2O3 ) ácido clorhídrico (HCl) 1M y agua prensetnada en la tabla inferior

2

•Calcularemos las concentraciones iniciales de tiosulfato de sodio ( Na2S2O3) y de ácido clorhídrico (HCl) en la mezcla resultante, al agregar 1 mL de disuolción de y de ácido clorhídrico (HCl) 1 M a los mL de diferentes disoluciones de de tiosulfato de sodio ( Na2S2O3) , que prepararemos agregando el volumen de aua que figura en la segunda columna.

1•Al momento de iniciar la experiencia se mide la temperatura de las disoluciones .

2

•Vertiremos 5 mL de disolucion de tiosulfato de sodio en un tubo de ensayo y agregaremos rapidam, mente 1 mL de ácido clorhídrico 1 M. Iniciarfemos simultaneamente la medicion del tiempo.

3

•Agitaremos a intervalos regulares manteniendo el tubo en agua temperada.

•Detenderemos el cronómetro cuando se forme un precipitado amarillo.

4

•Realizaremos este experiemto nuevamente usando 4, 3, 2, y 1 mL de disolución de tiosulfato de sodio, diluido con 1, 2, 3, y 4 mL de agua, repscetivamente, de modo que se obtenga una tabla como la anterior, en la cual anotaremos los tiempos de reacción.

1 ¿Qué productos se forman? Escriba la ecuación iónica y la molecular balanceada para esta reacción. Ecuación molecular mas producto

Na2S2O3 + 2HCl H2O + S + SO2 + 2NaCl

Ecuación iónica

2Na+ + S2O3 + 2H+ + 2Cl- H2O + 2Na+ + 2Cl- + SO2 + S

2. ¿Cuál es el número de oxidación del azufre en los productos? Su número de oxidación es +4 en SO2 y 0 en S

V𝑵𝒂𝟐𝑺𝟐𝑶𝟑 mL

V𝑯𝟐𝑶 mL

VHCl

mL

Vtotal mL

C𝑵𝒂𝟐𝑺𝟐𝑶𝟑 M

CHCl M

Tiempo (s)

5 - 1 6 0.254 3 3.00

4 1 1 6 0.203 3 2.28

3 2 1 6 0.12 3 2.43

2 3 1 6 0.101 3 2.55

1 4 1 6 0.051 3 *6.02

C= Dependencia del tiempo de avance de una reacción en términos de la temperatura de los reactivos.

1• Utilizaremos la disolución de tiosulfato de sodio

preparada en el experimento anterior.

2

• Tomaremos 5 tubos de ensayo y adicionaremos 2 mL de la disolución, y en otros 5 tubos adicionaremos 2 mL de la disolución de ácido clorhídrico 2 M.

3

• Colorcaremos 1 tubo que contienga tiosulfato de sodio otro tubo que contenga HCl en un baño frío, hastq que ambas disoluciónes alcancen una temperatura de 10 ° C

• En ese momento adicionaremos el HCl en el tubo con el tiosulfato e iniciaremos la medición del tiempo.

• Agitaremos a intervalos irregulares, Detendremos el cronometro cuando se forme el precipitado amarillo.

4

• Repetiremos el procedimiento anterior preso logrando que se alcancen las temperaturas de 20, 35, 50, y 80 °C respectivamente.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

70 137 148 170 190

Concentracion (M) vs. Tiempo (s)

Vrx control Vrx 1

Vrx 2 Vrx 3

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

70 137 148 170 190

Volumen de tiosulfato de sodio (ml) vs. Tiempo (s)

Vol Na2S2O3 Control Vol 1 Na2S2O3 Vol 2 Na2S2O3 Vol 3 Na2S2O3 Vol 4 Na2S2O3

Cuestionario 1. ¿Porque la solución se enturbia a medida que pasa el tiempo?

R//: Esto ocurre debido a que a medida que pasa el tiempo, los reactivos y los productos continúan reaccionando. Esto significa que sus partículas siguen colisionando, lo que hace que su aspecto se mas y mas obscuro.

2 ¿Para qué se detiene el cronometro cada vez, cuando se forma el precipitado?

R//: Porque lo que se registra como producto de la reacción es el precipitado, al tener el tiempo cuando este se ha formado, obtenemos el tiempo necesario para calcular la velocidad.

3- ¿Por qué se mantiene el volumen constante de las disoluciones

resultantes de la mezcla?

R//: El volumen de las disoluciones resultantes se mantiene constante

debido a que las cantidades de reactantes que se le adicionan a lo largo del

proceso son variadas con el fin de determinar la concentración de las

mezclas, dándonos la oportunidad de evaluar y determinar si los cambios en

las concentraciones finales de cada una de las muestras afecta la velocidad

de la reacción.

4. ¿Por qué se varia solo la concentración inicial del tiosulfato y no también la de acido clorhídrico?

R//: La concentración del acido clorhídrico no variaba debido a que siempre era la misma (constante), sin embargo, el volumen del tiosulfato iba disminuyendo debido a que era nuestra concentración a buscar.

5¿Por qué es necesario seguir temperando la solución cuando ocurre la reacción?

R//: Es necesario temperar la reacción puesto que de esa forma se segura

que la misma ocurre a una temperatura determinada. Situación que no afecta su velocidad, ya que nos enfocaremos en la influencia del cambio de la concentración del reactivo, mas no del cambio de su temperatura, como se observa en la parte C de la experiencia.

6- ¿Qué efecto tiene la temperatura sobre la velocidad con que ocurre la reacción para las mismas concentraciones iniciales?

R//: Al mantener la concentración inicial constante para todas las reacciones subsiguientes, la cantidad de partículas presente en la reacción será invariable y por ende, los cambios de temperatura solo aumentaran o disminuirán la velocidad en la que ocurre la reacción. Es decir, para un número constante de partículas, la temperatura actuara como un factor para aumentar o disminuir el número de colisiones que ocurra entre las partículas. De esta forma, si se aumentase la temperatura, habría mayor número de colisiones exitosas las cuales tendrían la energía de activación necesaria para que se lleve a cabo la misma.

7- Calcular las velocidades obtenidas durante todo el experimento

Volumen de 𝑁𝑎2𝑆2𝑂3 Velocidad de Rx (mol/l*s)

5ml 3.62x10−3

4ml 1.48x10−3 3ml 1.02x10−3

2ml 5.94x10−4

1ml 2.68x10−4

Análisis de los resultados

1. Reacción de ácido clorhídrico con una disolución de tiosulfato de sodio

Se prepararon soluciones distintas de 𝐻𝐶𝑙 y 𝑁𝑎2𝑆2𝑂3 donde pudimos

observar un cambio de color, evidencia de que ocurrió un cambio químico.

Presentando un color amarillo pasado los 70 segundos.

Esta solución fue empleada como patrón, para determinar la velocidad de

las reacciones donde va a variar la cantidad de los reactivos.

2. Dependencia del tiempo de avance de una reacción en términos de la

concentración

Al referimos a la concentración de los reactivos conocemos que a mayor

concentración estos pueden interactuar de manera más rápida porque estos

se encontrarían chocando uno con el otro. Por ejemplo cuando disminuimos

el tiosulfato de sodio, pudimos ver las variantes de la velocidad en función

con el tiempo en que estas reaccionaron, que fueron un poco más lentas.

Por disminuimos la concentración de uno de los productos.

3. Dependencia del tiempo de avance de una reacción en términos de la

temperatura de los reactivos.

Se observó que al ir aumentando gradualmente la temperatura, así mismo

aumentó la velocidad de las reacciones químicas. Podríamos decir que esto

se produce porque al aumentar la temperatura así aumenta el número de

choques entre los componentes de los reactivos.

Cálculos

Conclusiones En esta experiencia se pudo apreciar de manera muy clara, la forma en la que actúan la temperatura y la concentración en la velocidad de una reacción. Apoyándonos en el modelo de colisión de la cinética química, con el cual se explica que mientras mayor sea la temperatura, mayor será el número de colisiones que ocurrirán en la reacción y mayor será la velocidad en la que se desarrolle la misma, puesto que tendrá la energía de activación necesaria para que la reacción se lleve a cabo. Por otro lado, se pudo observar como la concentración influye en la velocidad de la reacción, percatándose de que a mayor concentración, mayor es la velocidad a la cual se desenvuelve la reacción y puse deducir que esto se debe a que al ser mayor la concentración, mayor es la frecuencia de colisión, lo que provoca un mayor movimiento que se traduce en un incremento en la velocidad.

De igual forma, me pude percatar que las relaciones entre la velocidad de reacción y la variación tanto de la concentración como de la temperatura, son directamente proporcionales una con respecto a la otra, es decir. Si se aumenta la concentración o la temperatura, la velocidad aumenta...

Para finalizar, esta experiencia nos confirma que es muy sencillo predecir los resultados de un experimento, una vez se conocen los conocimientos teóricos que están involucraos en él. Valery Liao B.

La experiencia realizada no solo nos permite conocer y manipular las teorías de las

velocidades de reacción y los factores que las afectan, también nos permitió palpar y

practicar los conocimientos que hemos adquirido a lo largo del semestre.

Las velocidades de reacción son las magnitudes que miden la variación de la

concentración de los reactivos o productos por unidades de tiempo; es por ello que los

factores que la afectan siguen el patrón establecido por la cinética química. Entre los

factores que modifican la velocidad de una reacción, tenemos: la superficie de contacto

o exposición (a mayor superficie mayor será la velocidad de la reacción), los estados y

la naturaleza de los reactantes (tendrá mas velocidad una reacción de compuestos

gaseosos que una de sólidos en contacto), la temperatura en la reacción( a mayor

temperatura mayo será la cantidad de choques eficaces para la unión de compuestos y

una mezcla más homogenizada), las concentraciones de los reactivos y catalizadores

presentes, estos últimos no modificaran la reacción pero permitirán que ocurra en menor

tiempo. Andoni A. Garrido P.