CINETICA QUIMICALABORATORIO.docx

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QUIMICA GENERL II LABORATORIO Nº4 1 MARCO TEÓRICO CINETICA QUIMICA: La cinética química estudia las velocidades de las eacciones químicas! la "oma de cont ola estas velocid ade s # los mecanismos en que las eacci ones se $oducen a nivel molecula% 1._Velocidad de la reacción: La velocidad de una reacción química es el cambio en la concentración que experimenta un reactante o un producto en función del tiempo. &o e'em$lo $aa la eacci(n:  A + BC La velocidad de la eacci(n esta) dada $o: El si*no ne*ativo indica que las sustancias desa$aecen $aa A # + es deci que dececen con el tiem$o%El si*no $ositivo indica que la concentaci(n de C aumenta con el tiem$o%Los $aéntesis cuadados indican concentaciones en moles $o lito %,e*-n la de"inici(n de velocidad! nos indica que A # + desa$aecen a i*ual velocidad # C a$aece a i*ual velocidad con la que desa$aecen A # +% ,i se tiene ota eacci(n:  A +3 B 2C L a velocidad de la eacci(n esta) dada $o: ,e*-n la de"inici(n de velocidad de eacci(n !esta ecuaci(n nos indica que + desa$aece . veces m)s )$ido que A /# C desa$aece 0 veces m)s )$ido que aquella que con la que A desa$aece% 2._Factores que gobiernan la velocidad de las reacciones: a !aturale"a de los #eactantes: CINÉTICA QUÍMICA V = d [ A ] dt  = d [ B ] dt  = d [ C ] dt V = d [ A ] dt = 1 3 d [ B ] dt = 1 2 d [ C ] dt 

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Laboratorio N4

MARCO TERICO

CINETICA QUIMICA:La cintica qumica estudia las velocidades de las reacciones qumicas, la forma de controlar estas velocidades y los mecanismos en que las reacciones se producen a nivel molecular.1._Velocidad de la reaccin: La velocidad de una reaccin qumica es el cambio en la concentracin que experimenta un reactante o un producto en funcin del tiempo.Por ejemplo para la reaccin: La velocidad de la reaccin estar dada por:

El signo negativo indica que las sustancias desaparecen para A y B es decir que decrecen con el tiempo.El signo positivo indica que la concentracin de C aumenta con el tiempo.Los parntesis cuadrados indican concentraciones en moles por litro .Segn la definicin de velocidad, nos indica que A y B desaparecen a igual velocidad y C aparece a igual velocidad con la que desaparecen A y B.Si se tiene otra reaccin: L a velocidad de la reaccin estar dada por:

Segn la definicin de velocidad de reaccin ,esta ecuacin nos indica que B desaparece 3 veces ms rpido que A ;y C desaparece 2 veces ms rpido que aquella que con la que A desaparece.2._Factores que gobiernan la velocidad de las reacciones:a) Naturaleza de los Reactantes:Algunas sustancias son ms reactivas que otras, sufriendo cambios qumicos ms rpidos. As, por ejemplo, el Na, un metal, reacciona violentamente en agua Y la reaccin es exotrmica; mientras que el Cu, tambin un metal, no reacciona con el agua .Por otro lado el H y el F reaccionan explosivamente a temperatura ambiente, no as el H y el I.b) Estado de subdivisin de los Reactantes:En general, a mayor rea de superficie del reactante, mayor es la velocidad de reaccin; a causa de la mayor posibilidad de contacto entre las partculas, mayor frecuencia de colisiones eficaces, Porejemplo, una pieza grande de carbn arde muy lentamente, mientras que pulverizada arde rpidamente.c) Temperatura:En general por cada 10C de aumento de la temperatura, la velocidad se reaccin se duplica, ya que se incrementa la energa cintica de las molculas de los reactantes, aumentando los impactos, y por tanto la velocidad de reaccin.d) Concentracin:Un incremento en la concentracin de un reactante aumenta la velocidad de reaccin, aunque en algunos casos disminuye o no cambia la velocidad de reaccin.e) Catalizador:Es una sustancia que aumenta la velocidad de una reaccin generalmente, sin que ella misma sufra alteracin .Los catalizadores pueden ser positivos cuando logran elevar la velocidad, y negativo o inhibidores cuando retardan el proceso.LEY DE LA VELOCIDADLa expresin matemtica que relaciona la velocidad de una reaccin con las concentraciones de los reactivos se denomina Ley de velocidad.Esta ley se debe determinar experimentalmente para cada reaccin apartir de un estudio de cmo varia su velocidad con la concentracin; no se puede deducir de la ecuacin estequiomtrica que corresponde a la reaccin neta La expresin general de la ley de velocidad, donde A, B,, son reactivos es:

La constante k se llama constante de proporcionalidad o constante especifica de velocidad (o solo constante de velocidad) para la reaccin a una temperatura determinada .El valor de k puede variar con la temperatura o con la presencia de un catalizador, pero es independiente de la concentracin de los reactantes.Los valores de los exponentes x e y, de la constante k, no necesariamente guardan relacin con los coeficientes de la ecuacin qumica ajustada para reaccin global y deben ser determinados experimentalmente.Las potencias a las que se elevan las concentraciones,x e y, son normalmente nmeros enteros o cero,pero en ocasiones son fraccionarios o aun nmeros negativos.Una potencia de uno(1) significa que la velocidad es directamente proporcional a la concentracin de ese reactivo.Una potencia de dos(2) significa que la velocidad es directamente proporcional al cuadrado de la concentracin de ese reactivo.Una potencia cero(0),significa que la velocidad no depende de la concentracin de ese reactivo,siempre que haya presente algo de ese reactivo.El valor x se dice que es el orden de la reaccin con respecto a .A, el valor de y es el orden de la reaccin con respecto a B .El orden global de la reaccin es x+y.Para la reaccin hipottica:

Para este caso, la ley de la velocidad se puede representar:

La velocidad,-d [A]/dt, expresa la disminucin de la concentracin de A en funcin del tiempo, a una temperatura conocida,k es la constante de proporcionalidad conocida como constante de velocidad.El exponente de cada concentracin (x e y) en este caso se denomina el orden de reaccin para esa especie qumicaparticular.Si los valores de x e y son 1 y 2 respectivamente,la ley de la velocidad ser:

En este caso se dice que la reaccin es de primer orden respecto a la especie A y de segundo orden respecto a la especie B. Si los valores de x e y son 0 y 1 respectivamente, la ley de velocidad es:

En este caso, se dice que la relacin es de orden cero con respecto a A(o es independiente de la concentracin de A) y de primer orden con respecto a B.En consecuencia, el orden de reaccin con respecto a una especie es simplemente la potencia a la cual se eleva la concentracin de dicha especie en la ecuacin de la ley de velocidad .El orden total de la reaccin ser la suma x+y.Se debe recordar que el orden de reaccin se determina experimentalmente y no debe ser relacionado con los coeficientes de la ecuacin, excepto si la reaccin ocurre en una sola etapa.

METODOLOGA1: Descripcin del equipo.- Para el siguiente laboratorio, tuvimos que hacer uso de un equipo conformado por: un matraz ,una cuba de vidrio ,un tapn ,una manguera de goma ,y una probeta ;formando as un equipo por el cual se transportara gases debido a las reacciones realizadas dentro del matraz. As como tambin hicimos uso de un vaso de precipitacin con agua y dentro de ella tubos de ensayos con distintos reactivos juntamente con la cocinilla para llegar a la ebullicin con el agua.2: Materiales y reactivos.-

QUIMICA GENERL II LABORATORIO N41

CINTICA QUMICA

*05 tubos de ensayo*03 pipetas de 5ml*01 pro pipeta*01 tubo de seguridad*01 probeta de 100ml*01 matraz de erlenmeyer de 250ml*01 tubo(codo)*01 probeta de 10ml* 02 probetas de 50 ml*01 manguera de goma*01 bandeja de vidrio*01 tapn de jebe horadado*03 vasos de precipitacin de 250ml*01 cronmetro*01 termmetro*01 balanza*01 cocinilla elctrica*01 hoja bond*15ml de 3M*26ml de 3M*28ml de 1M*3ml de 6M*5g de mrmol grueso ()*5g de mrmol finamente dividido*6ml de 0.5M*23ml de 0.33M*2.5cm de cinta de Mg*01 pedazo de *01 pedazo de *01 granalla de Zn*150ml de 0.25M*3ml de 6M*60ml de

3: PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:A)EFECTO DE LA NATURALEZA DE LOS REACTIVOS:A.1)CON MAGNESIO:Rotulamos 5 tubos de ensayo desde a1 hasta a5.En el a1 colocamos 3ml de 3M ,en el a2 3ml de 6M,en el a3 3ml de 1M,en el a4 3ml de 6M,en el a5 3ml de 6M.Aadimos una pequea tira de aproximadamente 0.5 cm de cinta de Magnesio a cada tubo de ensayo y anotamos el tiempo en que demora cada uno en reaccionar.A.2) TRES METALES:Colocamos 1ml de 6M en tres tubos de ensayo y primero adicionamos 1 tira de Zinc, una tira de Plomo al segundo y una tira de Cobre al tercero; medimos el tiempo de reaccin en cada uno y anotamos las velocidades.

A.3)EXPRESION DE LOS RESULTADOSRespecto al Magnesio:NReaccinTiempoVelocidad

1 6M10 s0,6

2 6M13 s0,23

3 3M31 s0,096

41,54 min0,008

56M2,24 min0,052

Respecto a los tres metales:NReaccinTiempoVelocidad

1 6M+Zn22,33 min0,0044

2 6M+Cu

3 6M+Pb

A.4) CUESTIONARIO:*Qu conclusiones puede determinar acerca de la reactividad de los cuatro cidos?Que mientras ms puros sean los reactivos la reaccin es ms rpida es decir a mayor pureza mayor velocidad claro q tambin intervienen los metales con los cuales se trabaja.*Qu conclusiones puede determinar acerca de la reactividad de los tres metales?Que el Zn es uno de los metales que demora en reaccionar as como se muestra en los datos en el cuadro y bueno que creo q tambin eso depende del grupo al que pertenece cada uno de los metales.

B) EFECTO DEL ESTADO DE SUBDIVISION DE LOS REACTANTES:B.1) CON EL MARMOL:Montamos el generador de gas de acuerdo a lo que nos guio el ingeniero .Llenamos la probeta con agua para poder recolectar gas .Colocamos en el matraz 5g de mrmol en trozos () y lo cubrimos con agua, el tubo de seguridad lo colocamos debajo del nivel del aguay finalmente adicionamos 10ml de 6M, para registrar el tiempo de obtencin del B.2)CON MARMOL FINAMENTE DIVIDIDO:Lavamos el generador y todos los materiales utilizados para asi realizar una vez mas lo hecho anteriormente pero esta vez con el mrmol molido con ayuda de un mortero.

GENERADOR DE GASB.3) DATOS Y CALCULOS:ExperimentoTiempo(s)

Mrmol6 s

Mrmol molido3 s

B.4) CUESTIONARIO:Cmo afecta el estado fsico de los reactantes (tamao) a la velocidad de reaccin?El tamao afecta ya que el reactivo demora mas en reaccionar cuando el mrmol esta en trozos o llammoslo entero en cambio cuando est en polvo o en mnimas partculas la reaccin se lleva en un tiempo mnimo comparado con el anterior.

C)EFECTO DE LA TEMPERATURA:Para una reaccin entre acido oxlico () y permanganato de potasio, la velocidad de reaccin puede medirse registrando el tiempo requerido para que la solucin de permanganato de potasio pierda su color .La reaccin es la siguiente:

Cada volumen se midi con una probeta de 10ml con aproximacin de 0.1ml.

C.1)TEMPERATURA AMBIENTE:En un tubo de ensayo llenamos 3ml de 0.33M ,1ml de 3My 6ml de .En otro tubo colocamos 1ml de Vertimos las soluciones de los dos tubos de ensayo al mismo tiempo la dejamos reposar por un momento y medimos la velocidad en que reacciono dicha solucin ya que debimos notar el tiempo en que desapareca el color violeta de la reaccin.

C.2) A 40C:Repetimos la experiencia anterior pero la temperatura de de ser 40C antes de mezclarse, colocamos las dos soluciones de ambos tubos al mismo a tiempo para as medir el tiempo en el que desapareca el color de dicha reaccin .La temperatura debe medirse con los tubos de ensayo dentro de un vaso de precipitacin con agua y midiendo la temperatura con un termmetro.C.3) A 80C:Repetimos la misma accin de llenar los reactivos en lo tubos de ensayo luego mezclarlos juntamente y medir el tiempo en le que el color que tenga la reaccin desaparezca.

C.4) DATOS Y CALCULOS:ExperimentoVelocidad Tiempo para perder el color(s)Temperatura(C)

0,01

0,05O,25 sT ambiente

0,0220,0830,33 s40C

0,0710,271,080 ,92 s80C

D) EFECTO DE LA CONCENTRACION:En esta prctica la reaccin ocurre entre el tio sulfato de sodio y el acido clorhdrico, ambos en solucin acuosa:

D.1) PROCEDIMINTOS:Preparamosla solucin de: 0.25M(a) y la solucin: 1M (b); medimos en una probeta 50ml de solucin de (a)y la vertimos en el matraz .Medimos 5ml de (b) en una probeta y la vertimos en un tubo de ensayo.Aadimos la solucin (b) del tubo de ensayo en el matraz y calculamos el tiempo en que dicha mezcla toma un color en el cual ya no se pueda ver lo que este debajo de ella (para esto pusimos una hoja bond debajo del matraz marcada con una x sobre ella para as medir el tiempo en que la x ya no se poda ver a travs de la solucin).D.2) DATOS Y CALCULOS:

N de pruebaVolumen ()Velocidad

Volumen (ml de HCl)Tiempo(s)

1500,004 51,01 s

2400,003351,15 s

3300,003151,20 s

4200,003551,11 s

5100,003051,21 s

DISCUSIN DE RESULTADOS

Al momento de realizar la parte en la que debamos tomar el tiempo en el que la reaccin cambia un color en la que el aspa ya no se puede ver debimos de haber tomado tambin en una velocidad igual ya que no sabamos si lo hacamos en la misma velocidad todas las veces q realizamos ese procedimiento. Al momento de mezclar los reactivos en un vaso de precipitacin los reactivos no caan al mismo tiempo y eso nos genero una cierta variacin y una demora para la reaccin as que suponemos que eso ya ser uno de nuestro porcentaje de error.

ANE XO