PRACTICA Nº 08

PRACTICA N°8

REACCIÓN IÓNICA

1. OBJETIVOS

Determinar el orden de la reacción

Determinar los parámetros de activación

Determinar el efecto de los catalizadores y el efecto salino primario en la

velocidad de reacción

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Aunque la mayoría de las reacciones entre iones son muy rápidas, hay algunas que

ocurren a velocidades fácilmente medibles, la oxidación de yoduro a yodo con

persulfato es un ejemplo de ésta última.

2KI+K2S2O8→I 2+2K2SO4

Esta reacción es un buen modelo para cinética, pues con ella se ilustra cómo obtener

el orden de la reacción, los parámetros de activación, el efecto de catalizadores y el

efecto salino primario. La velocidad de la reacción se sigue volumétricamente

midiendo con tiosulfato el yodo formado.

3. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

1. Graficar 1/(a – x) contra tiempo en segundos (hoja adjunta). Determine la

constante cinética en cada caso.

a) Concentración 0.2M:

PARA 0.2 M

TIEMPO (MIN) TIEMPO (S) GASTO

(ML)

[A-X] 1/[A-X] 1/[A-

X]2

5 300 1.2 0.6976 1.4335 2.0549

10 600 1.8 0.6964 1.4359 2.0619

15 900 2.0 0.696 1.4368 2.0643

20 1200 2.8 0.6944 1.4401 2.074

25 1500 3.2 0.6936 1.4417 2.0786

CONSTANTE CINÉTICA K= 6.8667*10-6S-1

GRAFICA N°1: 1/A-X VS. TIEMPO(S)

ES UNA REACCIÓN DE ORDEN=2

PARA 0.1 M

TIEMPO (MIN) TIEMPO (S) GASTO (ML) [A-X] 1/[A-X] 1/[A-X]2

10

20

600

1200

0.4

0.8

0.3992

0.3984

2.505

2.510

6.275

6.300

30 1800 1.2 0.3976 2.515 6.326

40 2400 1.6 0.3968 2.520 6.351

50 3000 2.0 0.396 2.525 6.377

60 3600 2.4 0.3952 2.530 6.403

CONSTANTE CINÉTICA =K= 8.333*10-6

ES UNA REACCIÓN DE ORDEN=2

200 400 600 800 1000 1200 1400 16001.428

1.43

1.432

1.434

1.436

1.438

1.44

1.442

1.444

Tiempo (s)

1/A-

x

GRAFICA N°2: 1/A-X VS. TIEMPO(S)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40002.49

2.495

2.5

2.505

2.51

2.515

2.52

2.525

2.53

2.535

tiempo (s)

1/A-

x

A. VELOCIDAD DE REACCIÓN Y TEMPERATURA

TEMPERATURA 5 O C

TIEMPO (MIN) TIEMPO (S) GASTO (ML) [A-X] 1/[A-X] 1/[A-X]2

10 600 0.7 1.4998 0.6667 0.44456

20 1200 2.4 1.4995 0.6668 0.4447

30 1800 4.0 1.4992 0.6670 0.4449

40 2400 6.6 1.4986 0.6672 0.4453

50 3000 7.4 1.4985 0.6673 0.4453

k= 2.667*10 -7 s-1

TEMPERATURA 40 O C

TIEMPO (S) GASTO (ML) [A-X] 1/[A-X] 1/[A-X]2

300 1.8 1.4996 0.66683 0.44468

600 2.0 1.4996 0.66684 0.44469

900 2.5 1.4995 0.6668 0.44474

1200 4.8 1.4990 0.6670 0.4450

1500 8.6 1.4983 0.6674 0.4454

k= 5.667*10 -7 s-1

LN K = LN A- EA/RT

15.137 = LN(0.66652) – EA /8.314 JMOL-1K*278K

EA = 34986.43 JMOL-1

K TEMPERATURA (K) LN K 1/T LN(K/T)

1 2.667*10-7 s-

1

278 15.137 3.59*10-3 -20.76

2 5.667*10-7 s-

1

313 14.383 3.19*10-3 -20.12

GRAFICA N°3: 1/T VS. LN K

0 2 4 6 8 10 12 14 160

2

4

6

8

10

12

14

16

1/T

Ln K

2. Graficar log k r contra 1/T (hoja adjunta). Calcular la energía de activación

de Arrhenius.

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

-1,200,000

-1,000,000

-800,000

-600,000

-400,000

-200,000

0

f(x) = 263025 x − 1223593R² = 1

ln k vs 1/T

1/T

lnk

r (regrecionlinel)=−1

B( pendiente)=−11.6899

A(intercepto )=−6.68318

lnk 2k 1

=lnA− EaR ( 1T 2

− 1T 1 )

ln9.3456 x10−46.7345 x 10−5

= −Ea

8.314J

molK

( 1313.15K

− 1277.15K )

−52719.51184 Jmol

=−Ea

Ea=52.7195Jmol

3. Graficar log kr/T contra 1/T (hoja adjunta), calcular ΔH* y ΔS*.

k=kTh

exp( n+⊿SRT )

exp (−EaRT )ln

2.63025=ln1.38 x 10−23 JKx(313.15K )

6.63 x10−34 Js+2+ ⊿S

8.314 JmolK− 52719.51184 J

8.314 JmolK x (313.15K )

⊿S=−85.5449 JmolK

ln 2.6302=ln1.38 x10−23JKx (313.15K )

6.63 x10−34Js+(−85.5449JmolK

8.314JmolK )− ⊿H8.314JmolKx (313.15K )

⊿H=10.1947 Jmol

⊿H=0.01019kJmol

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

-9,000,000

-8,000,000

-7,000,000

-6,000,000

-5,000,000

-4,000,000

-3,000,000

-2,000,000

-1,000,000

0f(x) = 7890732 x − 16110119R² = 1

lnk/T vs 1/T

1/T

lnk/

T

4. Determine el orden del catalizador graficando log k r contra log [Fe++] (hoja

adjunta).

PARA SISTEMA 1 DE SULFATO FERROSO 0.0002 M

TIEMPO (MIN) TIEMPO (S) GASTO (ML) CONCENTRACION

DE K I

1/[A]

5 300 0.15 0.009985 100.150

10 600 0.2 0.00998 100.200

15 900 0.2 0.00998 100.200

20 1200 0.2 0.00998 100.200

25 1500 0.3 0.00997 100.300

PARA SISTEMA 2 DE SULFATO FERROSO 0.0008 M

TIEMPO (MIN) TIEMPO (S) GASTO (ML) CONCENTRACION 1/[A]

DE KI

5 300 0.4 0.00996 100.401

10 600 0.4 0.00996 100.401

15 900 0.5 0.00995 100.502

20 1200 0.5 0.00995 100.502

25 1500 0.6 0.00994 100.603

K [Fe +2] Ln k Ln [Fe +2]

0.00010045 0.0002 -9.2058 -8.5171

0.0001341 0.0004 -8.9166 -7.8240

-9.3 -9.2 -9.1 -9 -8.9 -8.8 -8.7 -8.6 -8.5 -8.4

-9.5-9

-8.5-8

-7.5-7

ln [fe +2]

ln k

5. En base a (1), (2), (3) y (5) postule un mecanismo para la reacción.

2KI+K2S2O8→I 2+2K2SO4

D [S2O8-2]/dt =K [I-][S2O8

-2]

[I-]= 2-[S2O8-2]

D [S2O8-2]/dt =K 2[S2O8

-2][S2O8-2]

D [S2O8-2]/d t =K 2[S2O8

-2]2

ſ D [S2O8-2]/ [S2O8

-2]2 = 2k ſ0t d t

1/ [S2O8-2] = 1/[S2O8

-2]20 + k t

SISTEMA 1 Na CL 0.5

TIEMPO (S) GASTO (ML) CONCENTRACION DE

KI

1/[A]

300 0.2 0.01988 50.302

600 0.3 0.01986 50.352

900 0.6 0.0198 50.505

1200 0.2 0.01972 50.709

1500 0.3 0.01966 50.864

1800 0.3 0.01952 50.960

SISTEMA 2 NaCL 1.0 M

TIEMPO (S) GASTO (ML) CONCENTRACION DE KI 1/[A]

300 0.2 0.01992 50.200

600 0.4 0.01982 50.454

900 0.2 0.01976 50.607

1200 0.4 0.01968 50.813

1500 0.4 0.01964 50.916

1800 0.3 0.01949 50.106

SISTEMA 3 NaCL 1.5 M

TIEMPO (S) GASTO (ML) CONCENTRACION DE

KI

1/[A]

300 0.4 0.0199 50.251

600 0.4 0.0198 50.505

900 0.4 0.0196 50.864

1200 0.4 0.01962 50.968

1500 0.5 0.01952 50.229

1800 0.4 0.0194 50.145

K [NACL] Ln K [NACL]1/2

0.000494 0.5 -7.6121 0.70710

0.000596 0.1 -7.4239 0.31622

0.000807 1.5 -7.1227 1.22474

-7.7 -7.6 -7.5 -7.4 -7.3 -7.2 -7.1 -70

0.2

0.4

0.60.8

1

1.21.4

[NaCl ]1/2

Ln K

Explique la acción del catalizador y postule un complejo activado que

justifique este efecto.

El catalizador en esta reacción hace que retarde la reacción, por lo que varía la

constante cinética. El catalizador se combina con algunos de los reactivos dando

lugar a un producto intermediario transitoria muy corta que reacciona con el resto

con facilidad una vez que concluye la reacción se recupera. son denominados

catalizadores a las sustancia que intervienen en reacciones que aceleran las

reacciones como también hay catalizadores que retardan la reacción .como los

catalizadores aceleran la reacción es por eso que la reacción es puesto en una

vasija de hielo para retardar la reacción posteriormente se titula el yodo liberado

con tiosulfato de sodio .

CONCLUSIONES

Calculo de la constante de reacción y orden de la reacción, con /sin

presencia del catalizador (sulfato ferroso).

Se determinó los parámetros de activación, determina el efecto de los

catalizadores y el efecto salino primario como afecta a la constante cinética.