Cinetica Quimica

7/15/2019 Cinetica Quimica

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LABORATORIO DE FISICOQUIMICA METALURGICA

Cinética Química

EAP INGENIERIA METALURGICA

UNMSM

1

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio, veremos que la velocidad de las reacciones químicas está

afectada por varios factores, es decir, factores que influyen en la velocidad de

dichas reacciones, y el campo que estudia esta parte, se llama cinética química,

es decir el área de la química que concierne a la velocidad o rapidez con que una

reacción química ocurre, además se refiere a la velocidad de una reacción

entendida como el cambio en la concentración de reactivos o productos con

respecto al tiempo. Durante el transcurso de una reacción, las moléculas de

reactivos son consumidas mientras se forman las moléculas de productos. Como

resultado de esto se puede seguir el progreso de la reacción monitoreando ya sea

la disminución de la concentración de reactivos, o el aumento en la concentración

de productos.




Cinética Química


UNMSM

2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70

Concentracion Vs Tiempo

Cálculos y resultados experimentales

Volumenml T1segundos T2 segundos T promedio60 0 0 0

55 2.83 2.67 2.75

50 5.17 4.66 4.915

45 7.97 7.61 7.79

40 10.88 10.84 10.86

35 14.24 14.11 14.175

30 18.05 17.54 17.795

25 22.12 22.19 22.155

20 27.34 27.18 27.26

15 33.33 33.43 33.38

10 41.68 41.96 41.82

5 54.42 55.35 54.885

0 91.43 96.14 93.785

Cuadro nº 4.1: variación del volumen con respecto al tiempo

Grafico nº 4.1 variación del volumen (concentración) con respecto al tiempo




Cinética Química


UNMSM

3

y = -0.0194x + 1.8074

R² = 0.996

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 20 40 60 80 100

Tiempo Vs Log C

Log C

Lineal (Log C)

Método Integral (reacción orden 1)

C0 (ml) Tiempo (seg.) Log C0 K = Log (C0 / C) x (2.3 / t)

60 0 1.78

55 2.75 1.74 0.03550 4.915 1.70 0.02145 7.79 1.65 0.01540 10.86 1.60 0.01235 14.175 1.54 0.01130 17.795 1.48 0.01025 22.155 1.40 0.01020 27.26 1.30 0.01115 33.38 1.18 0.01210 41.82 1 0.0175 54.885 0.70 0.0290 93.785 ----- 0

K promedio 0.015

Cuadro nº 4.2: resultados experimentales del valor de K promedio.

Donde K promedio = 0.015

Grafico nº 4.2: variación del logC con respecto al tiempo

Del grafico LogC vs Tiempo se observa que:

Tan α = - K / 2.3 = - 0.0194

K = 0.04462




Cinética Química


UNMSM

4

y = 61.782e-0.041x

R² = 0.9984

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Concentracion Vs Tiempo

Método diferencial

-dC = KCn dT

Linealizando la ecuación cinética :

Log (-dC / dT) = log K + nLog C.

Tiempo (seg.) Log C0

0 1.78

2.75 1.74

4.915 1.70

7.79 1.65

10.86 1.60

14.175 1.54

17.795 1.48

22.155 1.40

27.26 1.30

33.38 1.18

41.82 1

54.885 0.70




Cinética Química


UNMSM

5

Grafico nº 4.3: variación de la concentración con respecto al tiempo.

Del gráfico:

Para hallar dc

dt dc* y = 61.782e- . x

0 61.782

10 41.002

20 27.211

30 18.058

40 11.984

50 7.9535Cuadro nº 4.4: resultados del cálculo de (dc) a partir de (dt)

Para hallar c*

dt/2 C* y = 61.782e-0.041x

(0-10) = 5 50.331

(10-20) = 15 33.402

(20-30) = 25 22.167

(30-40) = 35 14.711

(40-50) = 45 9.763Cuadro nº 4.5: resultados del cálculo de C*

dT dC -dC/dT C* Log(-

dC/dT)EJE (Y)

LogC*

EJE (X) (LogC*)2

LogC* xLog(-

dC/dT)

10 -20.78 2.078 50.3310.3176 1.7018 2.8962 0.66006744

10-

13.7911.0791

33.402

0.0331 1.5238 2.3219 0.03567687

10 -9.153 0.9153 22.167

-0.0384 1.3457 1.8109 -0.03518096 10 -6.074 0.6074 14.711

-0.2165 1.1676 1.3634 -0.13151741

10-

4.03050.40305

9.763-0.3946 0.9896 0.9793 -0.15906009

Cuadro nº 4.6: resultado general par el calculo del la constante K




Cinética Química


UNMSM

6

y = 0.9402x - 1.325

R² = 0.9724

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 0.5 1 1.5 2

L o g ( -

d C / d T )

LOG C*

Según el grafico hecho en Excel la ecuación de la línea de tendencia es:

y = 0.9402x - 1.325Donde el ajuste de:

Log (dC/dT) = nLogC* + LogK

El orden de pendiente

n = 0.9402

Hallando la constante cinética K:

LogK = -1.352

K = 0.044

Hallamos la ecuación cinética respectiva:

-dC/dT = KCn

-dC/dT = (0.044).C 0.9402




Cinética Química


UNMSM

7

CONCLUSIONES

La cinética nos indica la velocidad y el mecanismo o forma con la que

transcurre la reacción. La termodinámica no nos dice nada sobre esto,

porque sólo le interesan los estados inicial y final, pero no los intermedios,

que son precisamente el objetivo de la cinética.

Durante el transcurso de una reacción, las moléculas de reactivos son

consumidas mientras se forman las moléculas de productos.

El valor de K obtenido por el método integral, gráficamente a partir de la

pendiente de la recta es menor que el K promedio obtenido normal.

El valor de K obtenido por el método diferencial es un valor pequeño.

Cada tipo de reacción es diferente y puede ser una reacción lenta o una

reacción rápida que se puede generar en diferentes tiempos.

Para comprender y predecir el comportamiento de un sistema químico,

deben considerarse conjuntamente la termodinámica y la cinética.

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