8/18/2019 magnesio fisicoquimica producto

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Resumen

Se busca estudiar la cinética de reacción para la oxidación de distintos alcoholes en presencia de ácido crómico, de esta se busca

evaluar algunos factores que determinan la velocidad de reacción, específicamente la concentración de reactivos y el tipo de

reactivo. Raón por la cual se compara la velocidad entre distintos alcoholes !"tanol y #lcohol $encílico% a distintas

concentraciones. &on tal ob'etivo se definen distintos tratamientos en los cuales se varía la concentración de reactivos, esto se

repite una ve para el "tanol y otra para el #lcohol $encílico. "l sistema traba'ado posee la particularidad de emitir un color fuerte

cuando los reactivos están presentes y un color traslucido a medida que transcurre la reacción. &on el ob'etivo de poseer unamedida exacta de la cantidad de reactivo presente a cada momento de la reacción, se sirven las muestras en un espectrofotómetro

el cual mide la absorbancia a una longitud de onda de (()nm !absorbancia óptima para el color de reactivos%. *ediante una curva

de calibración y aplicando la ley de +ambert$eer se determina la concentración en función de la absorbancia. Se toman estas

medidas cada determinado tiempo. "ste cambio de concentración a través del tiempo permite determinar la tendencia de reacción

en cada momento y por lo tanto posibilita el uso adecuado del método diferencial- para determinar el orden de la reacción. "ste se

compara con resultados obtenidos mediante el método integral-  y con los valores teóricos reportados en la literatura. +os

resultados muestran cierta discrepancia entre métodos para ambos alcoholes. ara el caso específico del "tanol se observa no solo

una discrepancia entre métodos sino un error relativo del )/0 con los valores teóricos reportados.

 Palabras claves: (Oxido-Reducción, Etanol, Acido Bencílico, Espectrofotometría, ambert-Beer, !in"tica de reacción, Orden de

reacción#$

1 Metodología

1.1 Curva de calibración

Se prepararon 1 soluciones de dicromato a diferentes

concentraciones, se tomaron /,2-, /,(2, -, 2, 3, ( y ) ml de

la solución de dicromato en medio ácido, se introdu'eron en

 balones y se completó el volumen a -/ml para

 posteriormente ser medidos en el espectrofotómetro a una

longitud de onda de (()nm usando como blanco agua

destilada.

1.2 Oxidación del etanol.

Se tomaron (ml de la solución de dicromato en medio

 preparada !1 concentraciones distintas% y se le a4adió -ml de

etanol, esto se sirve en distintas celdas de

espectrofotometría, se agitó rápidamente y se realió la

lectura tomando datos de la absorbancia cada minuto por -/

minutos luego cada ) minutos por 3/ minutos y finalmente

cada -/ minutos se tomaron 2 datos más.

1.3 Oxidación del ácido bencílico.+a oxidación del ácido bencílico se realió de manera

similar al numeral anterior. Se diferencia por la adición de

alcohol bencílico en ve de etanol. +as cantidades son las

mismas, pero se realia en un espectrofotómetro diferente.

Se mide cada minuto durante los primeros -/ minutos y los

siguientes 3/ minutos se registró cada 2 minutos

"s muy importante para ambos procedimientos agregar los

reactivos en cantidades iguales y al mismo tiempo. #sí

mismo al usar el espectrofotómetro es muy importante tomar 

las mediciones de forma rápida para minimiar los efectos

de tener distintos tiempos para las muestras. +a otra fuente

de error es preparar de forma inadecuada las soluciones de

dicromato, es vital en este paso saber aforar bien para

asegurar la concentración deseada.

1.4 CálculosSe calculó la concentración de 5&r6(

 para cada una de las

meclas utiliadas en la calibración se realió una gráfica de

absorbancia en función de concentración de 5&r6(. # partir 

de esta se calcula la absortividad molar para el sistema con

etanol y para el sistema con acido bencilico. *ediante la ley

de +ambert$eer y con la absorbancia conocida sedetermina la concentración de dicromato en cada punto de

reacción.

ara cada uno de los sistemas estudiados, se realió una

gráfica de concentración en función del tiempo. # partir se

obtiene la primera deriva y al aplicar logaritmo a ambos se

determina mediante el método diferencial el orden de

reacción en cada caso

ara determinar el orden global de reacción mediante el

método integral, se construyeron para cada sistema una

gráfica de concentración de 5&r6(  contra tiempo en

minutos, una de logaritmo natural de la concentración de

5&r6( contra tiempo en minutos y por 7ltimo una de -8

9 5&r6(: contra tiempo en minutos. ;odo lo anterior para

determinar cuál de las tres gráficas se a'usta me'or a las de

los órdenes de reacción cero, uno y dos. Sabiendo ya el

orden de reacción, se procedió a calcular la constante de

velocidad correspondiente.

2 Resultados y guía de cálculo&oncentración molar del ion 5&r6(

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Se graficó la curva de calibración de absorbancia en función

de la concentración del ion 5&r6(, en los cálculos se restó

la absorbancia del blanco de las otras absorbancias y no se

usó este punto, de concentración cero, en la curva. &on la

ecuación de la línea, su obtuvo el valor de la absortividad

molar , seg7n la ecuación de +ambert$eer, ecuación -, y

tomando l   como - cm. +os valores de absortividad molar 

calculados fueron /,-32 +=mol-

=cm-

.

 A=ε·l·c  !-%

&on la absortividad molar calculada y despe'ando la

ecuación - para la concentración, se utiliaron los datos de

absorbancia de los dos experimentos, reacción con etanol y

reacción con alcohol bencílico, para calcular la

concentración del ion 5&r6( en cada momento.

6rden de reacción y constante de velocidad

*étodo ?ntegral

Se realiaron las gráficas de 95&r6(: en función del tiempo,

ln 95&r6(: en función del tiempo y -89 5&r6(

: en función

del tiempo. @erificando con el coeficiente R 2, se escogieron

las gráficas con un coeficiente más cercano a -. "sto se

realió para las distintas concentraciones iniciales del ion en

los dos experimentos. &onociendo el orden de reacción, se

utiliaron las ecuaciones integradas de orden /, - y 2,

ecuaciones 2,3 y (, para calcular la constante de velocidad,

conociendo la concentración inicial, la concentración final y

el tiempo. +os resultados se muestran en la tabla -.

C f =C i−kt   !2%

lnC f =lnC i−kt   !3%

1

C f =

1

C i+kt   !(%

;abla -. 6rden de reacción y constante de velocidad hallados por 

método integral.

  Etanollco!ol

bencílico

A -,B/C-/1 /,///32(

6rden de reacción / 2

*étodo Diferencial

ara calcular la velocidad instantánea a diferentes

concentraciones del ion 5&r6(, se realiaron gráficas de

concentración en función del tiempo, se obtuvo la ecuación

de la curva graficada y se calculó la derivada de la función

de la curva. Se reemplaó para distintos valores en el

tiempo, correspondientes a una concentración específica. Se

construyeron gráficas del logaritmo natural de la velocidad

en función del logaritmo natural de la concentración. De estagráfica se obtuvo la ecuación de la recta, y con esta se

calcularon los valores de la constante de velocidad y el

orden de reacción, seg7n la ecuación ), en la cual aE

corresponde al orden de reacción para el ion 5&r6(. +os

resultados se muestran en la tabla 2.

lnV  A=a' lnC  A+ ln k   !)%

;abla 2. 6rden de reacción y constante de velocidad hallados por 

método diferencial.

Etanollco!olbencílico

A /,///->< /,/-/>

6rden de reacción /,(

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−¿

 HCrO4

¿

¿¿

v=k ap ¿

3 nálisis de resultados+a espectrofotometría se ha demostrado con anterioridad ser 

un método de análisis muy potente y exacto2. "ste permite

determinar de forma muy precisa y exacta la concentración

de una sustancia en una mecla. Raón por la cual en este

experimento se espera una mayor exactitud que en las

 prácticas de cinética anteriores. "sto se cumple parcialmente

al usar el método diferencial para hallar el valor del orden de

reacción. "l cual muestra un error relativo a los valores

teóricos menores al 3/0 para el ácido bencílico y cercanos

al )/0 para el etanol. "sto puede llegar a ser un error muy

significativo si se piensa en términos de procesos a grandesescalas, pero con el fin pedagógico de esta práctica se puede

afirmar al menos para el ácido bencílico, es posible

determinar o acercarse mediante el método diferencial al

orden de reacción. ara el etanol se obtienen valores poco

significativos que difieren mucho de lo esperado.

#l momento de comparar los resultados de los dos métodos

vemos una discrepancia significativa entre estos, con errores

relativos del )/0 nuevamente para el "tanol y cercanos al

3/0 para el ácido bencílico. "l método integral presenta un

error relativo aun mayor que el ya reportado para el

diferencial. +o cual nos permite concluir, al menos para este par de reacciones, que el método diferencial es más exacto.

Se calcula la propagación de error experimental por la

incertidumbre de los instrumentos de medición y se obtienen

valores del -/0. "s decir los errores aleatorios en esta

 práctica fueron la principal fuente de error nuevamente.

" Conclusiones"s posible mediante el método diferencial determinar el

orden de reacción de la oxidación de m7ltiples alcoholes.

"ste método parece ser más precisos puesto que dichasreacciones parecieran tener un orden de reacción no entero

al revisar los resultados experimentales.

"l método diferencial parece más preciso que el integral al

menos para nuestro par de reacciones. "ntre estas el etanol

mostro un comportamiento mucho menos exacto e

impreciso, cosa contradictoria a lo esperado, ya que esta

reacción ocurre de forma más lenta, por lo cual se esperaría

menos error aleatorio !principal fuente de error en la

 práctica%.

# Re$erencias!-% Romero, &. *.G $lanco, +. 5. ;ópicos de Huímica

$ásica, "xperimentos de +aboratorio, -