Embed Size (px)
DESCRIPTION
como influye la rapidez en el ph como lo afecta de manera tanto como positica como negativamente
Citation preview
CINÉTICA QUÍMICA EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA RAPIDEZ DE UNA REACCIÓN
1. PROBLEMADeterminar el efecto de la temperatura sobre la rapidez de la reacción de oxidación de vitamina C con ferricianuro de potasio, a través de la determinación de los parámetros involucrados en las teorías de Arrhenius y de Eyring. 2. OBJETIVOS Analizar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción entre el
ferricianuro de potasio y la vitamina C. Aplicar la ecuación de Arrhenius en su forma integrada para conocer el
comportamiento de la reacción con el cambio de temperatura. Determinar la energía de activación de la reacción en estudio.
3. DATOS REGISTRADOS
Tabla 1. εb = 986.2 M-1 [H2A]o =5.0 x 10-4 M [FC]o = 2.5 x 10-4 M
corrida 2tiempo (min) A
orden 2 0.28 0.4202
T = 20 °C 2 0.2739
4 0.1972
6 0.1644
8 0.1408
10 0.1233
12 0.1109
14 0.1003
16 0.0935
18 0.0858
tiempo (min) A
corrida 1 0.28 0.4202
orden 2 2 0.3768
T = 10 °C 4 0.3372
6 0.3010
8 0.2676
10 0.2366
12 0.2218
14 0.2007
16 0.1871
18 0.1739
corrida 3tiempo (min) A
orden 2 0.28 0.4202
T = 30 °C 2 0.2500
4 0.1500
6 0.1200
8 0.1000
10 0.0880
12 0.0739
14 0.0669
16 0.0600
18 0.0530
corrida 4tiempo (min) A
orden 2 0.28 0.4202
T = 40 °C 2 0.2000
4 0.1400
6 0.1000
8 0.0800
10 0.0700
12 0.0580
14 0.0502
16 0.0468
18 0.0410
Gráficas 1.
Corrida 2tiemp
o (min) A Ct 1/Ct
0.280.420
2
0.000426 2347.42
20.273
9
0.000278 3597.12
40.197
2 0.0002 5000
60.164
4
0.000167 5988.02
80.140
8
0.000143 6993.01
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1000
2000
3000
4000
5000
6000
f(x) = 190.595735244095 x + 2210.86970221631R² = 0.997860959524097
Corrida 1
t (min)
1/Ct
Corrida 1tiemp
o (min) A Ct 1/Ct
0.28 0.4202 0.000426 2347.422 0.3768 0.000382 2617.54 0.3372 0.000342 2923.986 0.3010 0.000305 3278.698 0.2676 0.000271 3690.04
10 0.2366 0.00024 4166.6712 0.2218 0.000225 4444.4414 0.2007 0.000204 4901.9616 0.1871 0.00019 5263.1618 0.1739 0.000176 5681.82
100.123
3
0.000125 8000
120.110
9
0.000112 8926.57
140.100
3
0.000102 9803.92
160.093
5
0.000095
10526.32
180.085
8
0.000087
11494.25
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
f(x) = 502.384889470085 x + 2732.13221786407R² = 0.991467133958228
Corrida 2
t (min)
1/Ct
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
2000400060008000
100001200014000160001800020000
f(x) = 885.203322912159 x + 2524.76240074903R² = 0.996212364322338
Corrida 3
t (min)
1/Ct
Corrida 3tiemp
o (min) A Ct 1/Ct
0.280.420
2
0.000426 2347.42
20.250
0
0.000253 3952.57
40.150
0
0.000152 6578.95
60.120
0
0.000122 8196.72
80.100
0
0.000101 9900.99
100.088
0
0.000089
11235.96
120.073
9
0.000075
13333.33
140.066
9
0.000068
14705.88
160.060
0
0.000061
16393.44
180.053
0
0.000054
18518.52
Corrida 4tiempo (min) A Ct 1/Ct
0.280.420
2 0.000426 2347.42
20.200
0 0.000203 4926.11
40.140
0 0.000142 7042.25
60.100
0 0.000101 9900.99
80.080
0 0.000081 12345.68
100.070
0 0.000071 14084.51
120.058
0 0.000059 16949.15
140.050
2 0.000051 19607.84
160.046
8 0.000047 21276.6
180.041
0 0.000042 23809.52
Tabla 2.
Corrida T (°C) T(K) k2 (M-1min-1) 1/T (K-1) ln k2
1 10 283.15 190.6 0.003532 5.252 20 293.15 502.38 0.003411 6.223 30 303.15 885.2 0.003299 6.794 40 313.15 1200.7 0.003193 7.09
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
5000
10000
15000
20000
25000f(x) = 1200.7386186702 x + 2388.73875064548R² = 0.998230980024781
Corrida 4
t (min)
1/Ct
CÁLCULOS
De la ecuación de la recta obtenida a partir de la gráfica de Arrhenius se pueden calcular los valores de la energía de activación (Ea) de la reacción y el factor pre-exponencial (A) de la siguiente manera:
k=Ae−EaRT se aplica logaritmo natural ln k=ln A−Ea
R ( 1T )En la ecuación obtenida y = -5429.1x + 24.572
y= ln k; b= ordenada al origen= ln A= 24.572; x= 1T
; m= pendiente= −EaR
Para el factor pre-exponencial:
ln A= 24.572 se aplica exponencial (e) A= e24.572=4.6934 x 1010M−1min−1
Para la energía de activación:
m= −EaR
donde Ea siempre será positiva -5429.1 K= −EaR
se despeja Ea
Si R=8.314 J/mol K Ea=Rm=(8.314 JmolK ) (5429.1K )=45137.54 J /mol
0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 0.00360
1
2
3
4
5
6
7
8
f(x) = − 5429.05292861202 x + 24.5723315239756R² = 0.955615137340983
Gráfica de Arrhenius
1/T (K-1)
ln k
2
Para calcular el tiempo de vida media para cada reactivo partimos de la siguiente ecuación:
(reacción de segundo orden)
112C0
= 1C0
+K ps t →
2C0
− 1C0
K ps
=t→ 1
[C0 ] [K ps ]=t
Concentraciones:
[H2A]0 =5.0 x 10−4 M , [FC]0 = 2.5 x 10-4 M
Corrida 1:
T (K) = 283.15
K2 (M-1min-1) = 190.6
t= 1
[5.0×10−4 ] [190.6 ]=10.49 min
t= 1
[2.5×10−4 ] [190.6 ]=20.35min
Corrida 2:
T (K) = 293.15
K2 (M-1min-1) = 502.38
t= 1
[5.0×10−4 ] [502.38 ]=3.98min
t= 1
[2.5×10−4 ] [502.38 ]=7.96min
Corrida 3:
T (K) = 303.15
K2 (M-1min-1) = 885.2
t= 1
[5.0×10−4 ] [885.2 ]=2.25min
t= 1
[2.5×10−4 ] [885.2 ]=4.51min
Corrida 4:
T (K) = 313.15
K2 (M-1min-1) = 1200.7
t= 1
[5.0×10−4 ] [1200.7 ]=1.66min
t= 1
[2.5×10−4 ] [1200.7 ]=0.30min
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Partiendo del análisis de la práctica anterior obtuvimos el orden global de la reacción el cual es de orden dos por lo tanto para cada una de las corridas se empleó la ecuación integrada de rapidez correspondiente a este orden.
A partir de esto se graficó los valores calculados partiendo de los datos experimentales que la Profesora proporciono. Por medio de las gráficas correspondientes a cada corrida se obtuvieron las pendientes las cuales nos proporcionan el valor de las constates para cada corrida
Para calcular los datos de la segunda tabla empleamos las constantes obtenidas por las gráficas además de las temperaturas con las cuales se trabajaron en cada corrida para obtener los valores necesarios para la gráfica de Arrhenius con la cual se pudo obtener la energía de activación para cada corrida y el factor pre-exponencial.
Para el cálculo de la vida media para cada reactivo se partió de la ecuación para la reacción de orden dos el cual es el orden de nuestro sistema en estudio, de esta despejamos el tiempo obteniendo así la relación matemática para determinar el tiempo de vida media.de nuestras reacciones
CONCLUSIONES
Con esta práctica, evidenciamos como la velocidad de reacción es directamente proporcional con la temperatura. Generalmente, al llevar a cabo una reacción a una temperatura más alta provee más energía al sistema, por lo que se incrementa la velocidad de reacción.
