Factores que Afectan la Velocidad de una Reacción Práctica Nº 4

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Objetivos_______________________________________________________________________________________________

Estudiar la influencia de la concentración, temperatura, naturaleza de los reactivos y catalizadores en la velocidad de reacción.

Determinar el orden de reacción en una reacción redox

Introducción___________________________________________________________________________________________

Esta práctica se centra en el estudio de la velocidad de la reacción química también llamada cinética química o cinética de las reacciones.

Las aplicaciones de la cinética de las reacciones son numerosas. En la síntesis industrial de sustancias las velocidades de reacción son tan importantes como las constantes de equilibrio. La rapidez o velocidad de una reacción se expresa en términos de la concentración de uno de los reactivos o de los productos involucrados en la reacción general. La rapidez se define como el índice de cambio con el tiempo de la concentración de un reactivo o producto.

Al determinar la velocidad de una reacción, lo que se observa experimentalmente es la variación de la concentración de uno o más de los reactivos o de los productos de reacción en función del tiempo.

En los experimentos cinéticos se obtiene información sobre las concentraciones de las especies reaccionantes en función del tiempo. La ecuación cinética que gobierna la reacción es una ecuación diferencial que da las velocidades de variación de las concentraciones de las especies que reaccionan.

Para obtener las concentraciones frente al tiempo a partir de la ecuación cinética, debe integrarse la misma. Se ha de suponer que la reacción transcurre a temperatura constante, si la T es constante la constante cinética K también lo es; el volumen es constante la reacción es "irreversible", entendiéndose por ello que la reacción inversa apenas tiene lugar.

Esto será correcto si la constante de equilibrio es muy grande o si se estudia únicamente la velocidad inicial. Las reacciones se expresan de las siguientes maneras:

– Reacción de Orden Cero – Reacciones de primer orden – Reacción de segundo

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Materiales y Reactivos_________________________________________________________________________________

Tubosdeensayo Termómetro Gradilla Na2S2O3sólido Cronómetro HCl2M HCl1M Matraceserlenmeyer

Procedimiento_________________________________________________________________________________

Reacción de ácido clorhídrico con una disolución de tiosulfato de sodio

Observa lo que ocurre y responde las siguientes preguntas:

1. ¿Qué productos se forman? Escribe la ecuación iónica y la molecular balanceada para esta reacción

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 2. ¿Cuál es el número de oxidación del azufre en los productos? ______________________________________________________________________________

Prepara una disolución pesando 1 gramo de Na2S2O3

en 25 mL de agua.

Toma un tubo de ensayo y agrégale

1 mL de la disolución de

tiosulfato de sodio.

Adiciona al tubo que contiene el

tiosulfato 1 mL de HCl 2 M.

Anota lo que observas. Repite

dos veces más

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Dependencia del tiempo de avance de una reacción en términos de la concentración de los reactivos

Vtiosulfato(mL)

Vagua(mL)

VHCl(mL)

Vtotal(mL)

Ctiosulfato(M)

CHCl(M)

Tiempo(segundos)

5 0 1 6 4 1 1 6 3 2 1 6 2 3 1 6 1 4 1 6

Calcular ahora las concentraciones iniciales de Na2S2O3 y de HCl en la mezcla resultante al agregar 1 mL de disolución de HCl 1 M a los mL de

diferentes disoluciones de Na2S2O3, que se preparan agregando el volumen de disolución de la primera columna de la siguiente tabla al volumen de agua

que figura en la segunda columna

Pesar 1 gramos de Na2S2O3 y disolverlos en 25 mL de agua. Disponer de 5 tubos de ensayo y adicionar a cada uno las cantidades de Na2S2O3, HCl 1M y

agua presentadas en la tabla inferior

1

• Al momento de iniciar el experimento se mide la temperatura de lasdisoluciones.

2

• Vierte 5 mL de disolución de tiosulfato de sodio en un tubo de ensayo yagrega rápidamente 1 mL de ácido clorhídrico 1 M, iniciandosimultáneamente la medición del tiempo.

3

• Agita a intervalos regulares manteniendo el tubo en agua temperada• Detener el cronómetro cuando se forme un precipitado amarillo

4

• Realizar este experimento nuevamente usando 4, 3, 2 y 1 mL dedisolución de tiosulfato, diluido con 1, 2, 3 y 4 mL de agua,respectivamente, de modo que se tiene una tabla como la anterior, en lacual se anotan los tiempos de reacción.

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Dependencia del tiempo de avance de una reacción en términos de la temperatura de los reactivos

Cuestionario__________________________________________________________________________________1. ¿Por qué la solución se enturbia a medida que pasa el tiempo? 2. ¿Para qué se detiene el cronómetro, cada vez, cuando se forma el precipitado? 3. ¿Por qué se mantiene constante el volumen de la disolución resultante de la

mezcla? 4. ¿Por qué se varía sólo la concentración inicial de tiosulfato y no también la de ácido

clorhídrico? 5. ¿Por qué es necesario seguir temperando la solución cuando ocurre la reacción? 6. ¿Qué efecto tiene la temperatura sobre la velocidad con que ocurre la reacción para

las mismas concentraciones iniciales? 7. Calcular las velocidades obtenidas durante todo el experimento expresándolas en

1

•Utilizarla disolución de tiosulfato de sodio preparada en elexperimento anterior.

2

•Tomar 5 tubos de ensayo y adicionar 2 mL de la disolución. y enotros 5 tubos de ensayo adicionar 2 mL de la disolución de HCl2 M

3

• Colocar 1 tubo que contiene tiosulfato de sodio y 1 tubo que contieneHCl en un baño frío hasta que ambas disoluciones alcancen unatemperatura de 10ºC. En este momento adicionar el HCl en el tubocon el tiosulfato e inicia la medición del tiempo.

• Agita a intervalos regulares. Detener el cronómetro cuando se forme el precipitado amarillo.

4

•Repetir el procedimiento anterior pero logrando que se alcancentemperaturas de 20ºC, 35ºC, 50ºC y 80ºC respectivamente.