UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO

FACULTAD NACIONAL DE

INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA

Docente:

Ing. Jorge Amusquivar Fernandez

Uni. : Walter Erick Chocayta Aguilar

LABORATORIO DE CINETICA Y

DISEÑO DE REACTORES

Asignatura: DISEÑO DE REACTORES I

Trabajo experimental Nº 1

Fecha de entrega: 20 de marzo

Horario laboratorio: 10:30 – 12:00

ESTUDIO DE LA VELOCIDAD DE DESCOMPOSICION DEL PEROXIDO DE HIDROGENO METODO GASOMETRICO

RESUMEN

Eh la presente informe de laboratorio se determinó la ecuación cinética del peróxido de hidrogeno mediante el método gasométrico, utilizando como catalizador el cloruro férrico Debido a la reacción se obtuvieron datos de volúmenes y tiempos con los cuales se determinó la cinética de reacción haciendo una regresión

0 5 10 15 20 250

0.5

1

1.5

2

2.5

3f(x) = − 0.0374424888464589 x + 2.84751059271656R² = 0.952127985525865

GRAFICA 1

Valores YLinear (Valores Y)

tiempo (min)

𝑙𝑛(∞

−

)𝑉

𝑉𝑟

De esta grafica podemos concluir que la constante cinetica es:

K=−0.0374 [ 1minutos ]

Por tanto la ecuación cinética es:

−rH 2O 2=−0.0374CH 2O2

1. INTRODUCCION

1.1 PRINCIPIOS TEORICOS

1

La descomposición del peróxido de hidrogeno se da de manera espontánea y lenta en soluciones acuosas, de acuerdo con la ecuación química:

H 2O2→H 2O+ 12O2

Dicha descomposición puede ser acelerada por la presencia de cationes y aniones provenientes de sustancias orgánicas e inorgánicas que pueden estar o no en fase liquida, por lo que puede ser considerada como una reacción catalítica homogénea, en dependencia del catalizador utilizado.

Para el estudio de la velocidad de reacción H 2O2, se utilizara el método gasométrico, aprovechando la característica del sistema re accionante que produce oxigeno gaseoso y es esta propiedad que se usa para efectuar el seguimiento de desprendimiento gaseoso en función del tiempo.

2. OBJETIVOS

Determinar el orden de reacción y coeficiente estequiométrico de una reacción, haciendo uso de una propiedad característica del sistema reaccionante.

3. METODOLOGIA EXPERIMENTAL

3.1 DESCRIPCION DEL EQUIPO Y MATERIALES Con los materiales siguientes, se dispone el equipo mostrado en la figura:

Un matraz de 100ml., tapón y tubo de vidrio para conexión Un recipiente de baño maría o termostato de baño Un cristalizador de 2L. de capacidad Una bureta, tapón y tubo de vidrio para conexión Cronometro Reactivos: peróxido de hidrogeno, agua destilada, cloruro de hierro.

3.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

2

El recipiente de reacción (matraz) se llenara con la solución del catalizador de tal manera que la altura del espacio de aire entre el nivel del liquido y el tapón no supere 2 cm y se coloca en el baño maría a temperatura indicada.

El recipiente de 2L y bureta se llenan con agua y el nivel de agua en la bureta se establece a la altura de la llave superior.

Después de mantener 30 min en el baño maría, en el matraz de reacción se vierte una cantidad de agua determinada de peróxido de hidrogeno.

La solución se agita minuciosamente con una varilla de vidrio y el recipiente se tapa con el tapón.

La terminal de la conexión de goma a la bureta se mantiene sin conectar durante 1 o 2 minutos para que el aire sea desplazado por el oxigeno desprendido en el recipiente de reacción, luego se conecta ala bureta, abriéndose la llave de esta comunicándose de esta manera el vaso de reacción con la bureta y tiempo del cronometro, cada medición siguiente se acompaña de tal anotación.

Es conveniente anotar el nivel del agua en la bureta cada 2-5 min. Después de cesar la reacción se sumerge en baño maría hirviendo donde se mantiene hasta la descomposición completa. El matraz se enfría hasta la temperatura de reacción y si el nivel del líquido en la bureta deja de variar se mide y se da por terminada la realización del trabajo experimental.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Debido a que los datos se ajustaron favorablemente a una recta se tiene que la ecuación cinética es de primer orden, y se halló con facilidad el valor de la constante cinética el cual es:

−rH 2O 2=−0.0374CH 2O2

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS- Levelspiel 3ra edición - Apuntes de clase

6. ANEXOS

Datos obtenidos

Tabla Nº1Nº Tiempo (min)

(seg)Altura (cm)

1 0 02 6:09 1.03 10:54 2.04 15:20 3.0

3

5 17:25 4.06 19:43 4.57 22:10 5.08 ∞ 9.0

Diámetro de la bureta D=1.5 (cm)

Obteniendo el volumen de gas O2 en la bureta:V = D*h

Tabla Nº2Nº Tiempo (min) Volumen(cm3)1 0 02 6,15 1,767153 10,9 3,53434 15,3333333 5,301455 17,4166667 7,06866 19,7166667 7,9521757 22,1666667 8,835758 ∞ 15.90435

Ajustando los datos a una ecuación cinética de primer orden:

−rH 2O 2=dCH 2O 2

dt

Sea V∞ el volumen de oxigeno desprendido cuando la reacción se ha completado, y sea Vt el volumen desprendido en el tiempo t. Dado que CH2O2 es proporcional a V∞ y x es proporcional a Vt la ecuación se transforma en:

k v t=ln( V ∞

V ∞−V r )ln (V ∞−V r )=ln (V ∞ )−k v t

Tabla Nº3Nº

Tiempo (min) Volumen(cm3) ln (V ∞−V r )

1 0 0 2,766592662 6,15 1,76715 2,648809623 10,9 3,5343 2,515278234 15,3333333 5,30145 2,361127555 17,4166667 7,0686 2,178805996 19,7166667 7,952175 2,073445487 22,1666667 8,83575 1,955662448 ∞ 15.90435

4

Graficando ln (V ∞−V r ) vs t

0 5 10 15 20 250

0.5

1

1.5

2

2.5

3

f(x) = − 0.0374424888464589 x + 2.84751059271656R² = 0.952127985525865

GRAFICA 1

Valores YLinear (Valores Y)

tiempo (min)

𝑙𝑛(∞

−

)𝑉

𝑉𝑟

Entonces el valor de k = - 0.0374 (t-1)

CALCULO DE Kі PARA CADA LECTURA

K і=∑ K і

N

K і=0 ,47

SN=√N∑ K і2−¿¿¿¿¿

SN=1 ,34

SK=√ SN2NSK=0 ,47

CALCULO DEL ERROR ABSOLUTOK=K+E

E=K−K

TABLA Nº4N Kі ERROR ABSOLUTO1 0,69 0,222 0,58 0,11

5

3 0,54 0,074 0,47 05 0,46 -0,016 0,39 -0,087 0,36 -0,118 0,33 -0,14

TABLA Nº5ERROR ELATIVO

70% 90% 99%1,617 3,53 5,14

6