Informe N15 de Fisicoquímica AII

7/24/2019 Informe N15 de Fisicoqumica AII

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VI14FQAII-

B

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SANMARCOS

FACULTAD DE QUMICA E INGENIERA QUMICA

DEPARTAMENTO ACADMICO DE FISICOQUMICA

LABORATORIO DE FISICOQUMICA AIIPRCTICA N15: CINTICA QUMICA

Prof!or:Muoz Huillcas, Patricio

A"#$%o:Mojonero Vsquez, Italo GioanniC&'()o:1!"#""1$

F*+, ' r,"(-,*(&% ' ", .r/*0(*,:"$ %e &oie'(re %el!"1)

F*+, ' %0r), '" (%for$:1* %e &oie'(re %el !"1)

1


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L($,Pr2

3415II

Tabla de contenido

Resumen...............................................................................................3

Introduccin.........................................................................................4

Principios tericos..............................................................................5

Detalles experimentales......................................................................7

Tabulacin de datos y resultados......................................................8Eemplo de c!lculos.........................................................................."#

$n!lisis y discusin de resultados.................................................."3

%onclusiones....................................................................................."4

Recomendaciones............................................................................."4

&iblio'ra()a........................................................................................."4

$nexos................................................................................................"5

!


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Resumen

Esta prctica tuvo como objetivo obtener datos tericos para la reaccin de

acetato de etilo de primer orden catalizado por cido clorhdrico y determinar la

constante de la velocidad de reaccin.

Para esta prctica se trabaj con las siguientes condiciones de laboratorio: T =

!"# P = $%& mm'g y (') = *&(.

En la determinacin gr+ica de la constante de velocidad se obtuvo el resultado de

,.-%-, /01- min1/con un porcentaje de error de 10.%/(. En cuanto al tiempo de

vida media de la reaccin se obtuvo un resultado de /%*. min con un porcentaje

de error de 0.%0(.

2na conclusin 3ue se tuvo +ue 3ue en las reacciones de /er orden# la velocidad

depende solamente de la primera potencia de la concentracin de una simple

sustancia reaccionante.

*


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Introduccin

4a cin5tica 3umica es un rea de la +isico3umica3ue se encarga del estudio de la

rapidez de reaccin# cmo cambia la rapidez de reaccin bajo condiciones

variables y 3u5 eventos moleculares se e+ect6an mediante la reaccin general

7di+usin# ciencia de super+icies# catlisis8. 4a cin5tica 3umica es un estudio

puramente emprico y eperimental9 el rea 3umica 3ue permite indagar en

las mecnicas de reaccinse conoce comodinmica 3umica.

El objeto de la cin5tica 3umica es medir la rapidez de las reacciones 3umicas y

encontrar ecuaciones 3ue relacionen la rapidez de una reaccin con variables

eperimentales.

Eperimentalmente la velocidad de una reaccin puede ser descrita a partir de

la7s8 concentracin7es8 de las especies involucradas en la reaccin y una

constante # sin embargo esta puede depender de numerosos +actores 7el solvente

utilizado# el uso de catalizadores# +enmenos de transporte# material del reactor#

etc.8# haciendo muy complejo el proceso de determinacin de velocidades de

reaccin.

;e puede clasi+icar a las reacciones en simples o complejas dependiendo del

n6mero de pasos o de estados de transicin 3ue deben producirse para describir

la reaccin 3umica# si solo un paso es necesario 7un estado de transicin8 se dice

3ue la velocidad de reaccin es simple y el orden de la reaccin corresponde a la

suma de coe+icientes este3uiom5tricos de la ecuacin# si no es as se debe

proponer una serie de pasos 7cada uno con un estado de transicin8 denominado

mecanismo de la reaccin 3ue corresponda a la velocidad de reaccin encontrada.

4as reacciones tambi5n se pueden clasi+icar cin5ticamente en homog5neas y

heterog5neas. 4a primera ocurre en una +ase y la segunda en ms de una +ase. 4a

reaccin heterog5nea depende del rea de una super+icie ya sea la de las paredes

del vaso o de un catalizadorslido.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Fisicoqu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_superficieshttps://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lisishttps://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo_de_reacci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_superficieshttps://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lisishttps://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo_de_reacci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Catalizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Fisicoqu%C3%ADmica


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Principios tericos

*elocidad de reaccin

Es la variacin de la cantidad de sustancias reaccionantes o de los productos por

unidad de tiempo# y depende de las condiciones eperimentales como son la

concentracin de las sustancias# temperatura# presencia de catalizador o inhibidor.

+rden de reaccin

Est dado por la suma de los eponentes de las concentraciones de los reactantes

3ue +iguran en la epresin de la velocidad de la reaccin directa.

Reacciones de Primer +rden

2na reaccin de primer orden se de+ine como a3uella en la 3ue a una determinada

temperatura# la velocidad de reaccin depende# tan solo# en la primera potencia de

la concentracin de una especie reactiva.

4a ley de velocidad para una reaccin de primer orden# puede epresarse por la

ecuacin di+erencial:

d CAdt

=k CA 7/8


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ln C

C0=kt o log

C

C0=k2.303

t 78


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Detalles experimentales

MATERIALES Y MUESTRAS

,ateriales- Termostato# cronmetro# matraces erlenmeyers de /% m4# matraz

de %0 m4# probeta# pipetas# buretas.

,uestras-cetato de etilo# +enol+talena# bi+talato de potasio# solucin de '"l

0.$-0&A# solucin de AaB' 0.$0%A# agua desionizada# hielo.

PROCEDIMIENTO

Primero se lav y sec en la estu+a todo el material de vidrio. 4uego se calibr el

termstato a la temperatura de ,,.0!" y se corrigi la concentracin del AaB'

usando bi+talato de potasio y +enol+talena.


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Tabulacin de datos y resultados

experimentales

Tablas de datos experimentales

Tabla /"."ondiciones del laboratorio.

P 0mm1'2 $%&

T 0%2

1R *&

Tabla /.


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'"l 0.$-0&

'"l0 0.&*,0

Tabla de datos tericos

Tabla /4.


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Eemplo de c!lculos

a2 Determine la densidad del >ster empleado a la temperatura de trabao.Para hallar la densidad del acetato de etilo a ,,!" se us la +rmula:

T=

T0

1 (T0T)

Primero se hall el coe+iciente de dilatacin volum5trica del acetato de etilo

usando los datos de las densidades a 0!" y %!":

ster20 C=0.902

g

mL

ster25 C=0.898

g

mL

4uego:

0.898 g

mL=

0.902 g

mL

1 (20 C25 C) =8.9087104 C1

"on el coe+iciente de dilatacin volum5trica se hall la densidad a ,,!":

ster44 C=

ester20 C

1 (20 C44 C)=

0.902 g

mL

18.9087104 C1 (20 C44 C)

ster44 C=0.8847

g

mL

1"


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b2 1alle la concentracin exacta del !cido clor?)drico 0mol@62 realiAando

lue'o la correccin por la dilucin.'allando la concentracin del '"l en el tiempo cero:

EqgHCl=NHCl VHCl

EqgHCl=0.7306eqg

L 9510

3L

EqgHCl=0.0694 eqg

En la muestra de *% m4 de '"l se tiene:

[HCl]0=EqgHCl

VHCl=0.0694eqg

0.1L =0.6941N=0.6941

mol

L

c2 Determine la concentracin !cida 0acideA total2 de cada solucin

Balorada.Para la primera muestra 3ue se etrajo:

NHCl VHCl=NNaOHVNaOH

NHCl1=NNaOHVNaOH

VHCl=0.7025N 5.2mL

5.0mL =0.7306N


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Para hallar la concentracin del acetato de etilo sin reaccionar usamos:

[Acetato de etilo ]= [Acetatode etilo ]0 7 [HCl ]1[HCl ]0

[Acetato de etilo ]=0.5021M (0.7306M0.6941M)=0.4656M

(2 Cra(iue el lo' de la concentracin del >ster Bersus el tiempo de

reaccin 0en minutos2.4a gr+ica A!/ se encuentra en los aneos.

'2 Del 'r!(ico anterior calcule la constante de Belocidad y el tiempo de

Bida media de la reaccin 0t :2. %ompare con los Balores tericos.


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%onclusiones

1 En las reacciones de /er orden# la velocidad depende solamente de la

primera potencia de la concentracin de una simple sustancia reaccionante.

Recomendaciones

1 Es muy importante mantener el termostato a la temperatura de trabajo 3ue

se +ij con anticipacin# ya 3ue una variacin de temperatura in+luir en la

velocidad de reaccin.1 Todos los materiales como matraces y pipetas deben estar limpios y secos#

ya 3ue si estuvieran contaminados alteraran el desarrollo de la reaccin.

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&iblio'ra()a- "astellan# FGisico3umicaH# ed. ddison Iesley 4ongman.- 4evine# FPrincipios de Gisico3umicaH# ed. Jc. KraL 'ill Education.- tins# FMumica GsicaH# ed. Panamericana.- Jaron N Prutton# FGundamentos de Gisico3umicaH# ed. 4imusa.- Kua de prcticas de 4aboratorio de Gisico3umica >>.

$nexos

%uestionario

". F%u!les son al'unas de las t>cnicas usadas en el estudio de la

cin>tica de reaccinG Expliue por lo menos dos de ellas.4a velocidad de una reaccin 3umica puede seguirse de diversas maneras:

;e pueden etraer muestras de la cmara de reaccin a ciertos intervalos y

en+riarlos rpidamente# detener el proceso 3umicamente y analizarlo.

Tambi5n se puede partir de una serie de bulbos llenos de los compuestos

de la reaccin# introducidos juntos en la cmara de reaccin y en+riarlos por

separado rpidamente en momentos di+erentes# y analizarlos

posteriormente. El en+riamiento debe ser lo ms rpido posible para 3ue la

concentracin no cambie durante el muestreo.4os anlisis por m5todos +sicos son convenientes pues no a+ectan el

desarrollo de la reaccin. Por ejemplo# se puede determinar laconcentracin de uno de los reactivos o de los productos# midi5ndose la

absorcin de la luz a una determinada longitud de onda y aplicando la ley

de Oeer. l utilizarse luz ultravioleta o luz in+rarroja# hace posible una

aplicacin ms amplia de estos m5todos. ;i uno de los reactivos o de los

productos desva el plano de la luz polarizada# su concentracin puede

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determinarse durante el curso de la reaccin con la ayuda de un

polarmetro.

. Expliue el concepto de ener')a de actiBacin en una reaccin

u)mica.4a energa de activacin en una barrera de energa potencial. ;olo

reaccionan a3uellas mol5culas 3ue tengan su+iciente energa para alcanzar

la cima de la barrera y +ormar el complejo activado. Es +cil comprender 3ue

cuanto ms baja sea esta barrera 7es decir# cuanto ms baja sea la energa

de activacin8 mayor ser el n6mero de mol5culas activadas# y tanto ms

rpida la velocidad de reaccin.

3. $dunte una publicacin cient)(ica indexada de los Hltimos 5 aos enre(erencia al estudio realiAado.4a publicacin cient+ica se encuentra al +inal del presente in+orme.

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