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5/21/2018 Reaccin de yodacin de la acetona.ppsx
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DETERMIN CIN DE L LEY
EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ
REACCIN DE YODACIN DE LA
CETON
Profesor: M. en C. Gerardo Omar Hernndez Segura
Departamento de Fisicoqumica
Laboratorio de Equilibrio y Cintica
Universidad Nacional
Autnoma de MxicoFacultad de Qumica
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OBJETIVO GENERAL
Conocer que la composicin de un
sistema reaccionante cambia a travs
del tiempo.
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a) Seleccionar las variables que
permitan determinar el cambio de la
composicin con el tiempo.
b) Elegir la tcnica analtica adecuada
para determinar los cambios en la
composicin del sistema reaccionante.
c) Encontrar un modelo matemtico (ley
experimental de rapidez)
aplicando el
mtodo integral.
d) Explicar el fundamento del mtodo
de aislamiento de
Ostwald
y su utilidad
en el diseo de un estudio cintico.
OBJETIVOS PARTICULARES:
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PROBLEMA:
Determinar la ley experimental de rapidez de la reaccin deyodacin de la acetona.
Reaccin de formacin del ion I
3
:
- -
2 3I ( ) I ( ) I ( )ac ac
ac
Reaccin de yodacin de la acetona:
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CINTICA QUMICA:
Es
una
rama
de
la
fisicoqumica
experimental
que
estudia
la
evolucin
de
las
reacciones
qumicas
a
travs
del
tiempo
y
los
factores
que
la
afectan
.
Algunos factores que afectan
la rapidez de una reaccin:
Concentracin
de
los
reactivos
.
Temperatura
.
Catalizador
/
inhibidor
.
pH
.
Presin
.
kA B C D
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LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ:
Rapidez de una reaccin:
kA B C D
1 1 1 1d A d B d C d D
dt dt dt dt
Descomposicin
de reactivos
Formacin de
productos
x y
r A B
x yr k A B
d A d B d C d Dr
dt dt dt dt
r
:
rapidez
de
reaccin
.
k
:
constante
de
rapidez
.
x
:
orden
parcial
de
reaccin
con
respecto
al
reactivo
A
.
y
:
orden
parcial
de
reaccin
con
respecto
al
reactivo
B
.
La ley experimental de
rapidez es una expresin
matemtica obtenida a
partir de la informacin
experimental que relaciona
la rapidez de la reaccin
con los diversos factores
que la afectan
.
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La rapidez de reaccin r es larazn de cambio de la
concentracin de una especiequmica participante en lareaccin con respecto al tiempo.
Orden parcial de reaccin (x,y)es el exponente al que se
encuentran elevadas cada una delas concentraciones de losreactivos.
LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ:
x yr k A BkA B C D
La constante de rapidez kes la constante de proporcionalidad en laley experimental de rapidez, la cual depende de diversos factorescomo la temperatura, pH, presencia o ausencia de un catalizador oinhibidor, etc. Es independiente del tiempo y de la concentracin de
las especies qumica participantes.
Orden total de reaccin: n x y x
y
x
y
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MTODO DE AISLAMIENTO DE OSTWALD:
kA B C D x yr k A B
A B
0B B cte
0
y xr k B A Haciendo:
0
y
obsk k B
x
obsr k A
Esta ecuacin se integra,suponiendo rdenesparciales de reaccin xconrespecto al reactivo A. Estetratamiento se conoce comomtodo integral.
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APLICACIN DEL MTODO INTEGRAL:
xobsr k A Pero: d Ardt
x
obs
d A k Adt
O bien: x
obs
d A k Adt
Orden supuesto:Cero (x = 0)
Uno (x = 1)
Dos (x = 2)
kA B C D
t = 0
t = t
0
A 0
B 0 0
A
B
C
D
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ORDEN CERO:
0
obsd A k A
dt
obs
d A kdt
0 0
A t
obsA
d A k dt
0 obsA A k t
0obsA k t A
y m x b
[A]
/(mol/L)
t / (min)
obsm k
Unidades:kobs (mol/L min)
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ORDEN UNO:
obsd A k A
dt
0 0
A t
obsA
d A k dtA
0ln ln
obsA A k t
0ln lnobsA k t A
y m x b
ln[A]
t / (min)
obsm k
Unidades:kobs (min-1)
0
lnobs
A k tA
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ORDEN DOS:
2
obsd A k A
dt
0
20
A t
obsA
d A k dtA
0
1 1obs
k tA A
0
1 1obs
k tA A
y m x b
1/[A]
/(L/mol)
t / (min)
obsm k
Unidades:kobs (L/mol min)
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A bc B
Absorbancia
t / (min)
y m x B
Se mideexperimentalmente laabsorbancia comofuncin del tiempo.
0B Clculo de laconcentracin de I2:
CLCULO DE LA CONCENTRACIN A PARTIR DE LA ABSORBANCIA:
/c A B b
C/(mol/L)
t / (min)
Usar los datosde pendiente y
ordenada decurva patrn.
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Encender el
espectrofotmetro yesperar 15 min.
Seleccionar lalongitud de onda
(460 nm).
Calibrar el espectrofotmetro
introduciendo la celda con el
blanco en el porta-celda, esperar
a que se ponga en ceros la
absorbancia.
En un vaso de precipitados agregar
2 mL de HCl 0.323 M junto con el
volumen indicado en la prxima
tabla de acetona 1.33 M, y adicionar
4 mL de la solucin de (I2-KI)2 x 10-3M, mezclando las soluciones.
Llenar la otra celda con la mezcla de las
las soluciones anteriores y leer laabsorbancia cada minuto, hasta que la
reaccin se termine. Calibrar con el
blanco en cada determinacin.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Evento: Volumen de acetona
1.33 M (mL):
Volumen de HCl
0.323 M (mL):
Volumen de I2
2 X 10-3M (mL):
1 4.0 2.0 4.0
2 3.5 2.0 4.0
3 3.0 2.0 4.0
4 2.5 2.0 4.0
Realizar 4 corridas de acuerdo con los datos de la siguiente tabla:
Realizar la siguiente tabla para cada una de las 4 corridas:
Tiempo
(min)
Absorbancia: [I2]
(mol/L)
ln [I2] 1/[I2]
(L/mol)
1
2
etc
Volumen de acetona 1.33 M (mL): ____ Concentracin inicial de acetona (M): ____
1 1
2
2
C VC
V
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TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES
Trazar las grficas de Cvs t (orden cero), lnCvs t (orden uno )y
1/Cvs t (orden dos ), realizando la regresin lineal correspondiente.
Determinar el valor de la pendiente y el coeficiente de correlacin r.De acuerdo con el mtodo integral, el mejor ajuste ser aquel que
tenga el valor de rms cercano a 1 (r 1).
Realizar la siguiente tabla:
[CH3COCH3]0(mol/L)
kobs(unidades deacuerdo al orden)
ln [CH3COCH3]0 ln kobs
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0
y
obsk k B
0
ln ln lnobs
k k y B
TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES
Haciendo [CH3COCH3]0= [B]0:
Linealizando:
0ln ln lnobsk y B k y m x b
ln [B]0
lnb k
Trazar la grfica ln kobs vsln [B]
0.Realizar la regresin
lineal correspondiente.
m y
lnk
obs
La pendiente corresponde elorden parcial de reaccin con
respecto a la acetona (y),mientras que kes la constante
de rapidez de la reaccin.
bk e
Unidades de k: 1 1n
concentracin tiempo
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TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES
x y
r k A B
LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ:
Determinar experimentalmente los parmetros cinticos: El orden parcial de reaccin con respecto al yodo (x). El orden parcial de reaccin con respecto a la acetona (y). El orden global de reaccin (n= x+ y).
La constante de rapidez k, en (mol/L)1-n(min)-1
2 3 3I CH COCHx y
r k
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Por su atencin
Gracias
e-mail: omar.termo@hotmail.com
Profesor: M. en C. Gerardo Omar Hernndez Segura
Gracias por su atencin