Reacción de yodación de la acetona.ppsx

5/21/2018 Reaccin de yodacin de la acetona.ppsx

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DETERMIN CIN DE L LEY

EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ

REACCIN DE YODACIN DE LA

CETON

Profesor: M. en C. Gerardo Omar Hernndez Segura

Departamento de Fisicoqumica

Laboratorio de Equilibrio y Cintica

Universidad Nacional

Autnoma de MxicoFacultad de Qumica


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OBJETIVO GENERAL

Conocer que la composicin de un

sistema reaccionante cambia a travs

del tiempo.


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a) Seleccionar las variables que

permitan determinar el cambio de la

composicin con el tiempo.

b) Elegir la tcnica analtica adecuada

para determinar los cambios en la

composicin del sistema reaccionante.

c) Encontrar un modelo matemtico (ley

experimental de rapidez)

aplicando el

mtodo integral.

d) Explicar el fundamento del mtodo

de aislamiento de

Ostwald

y su utilidad

en el diseo de un estudio cintico.

OBJETIVOS PARTICULARES:


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PROBLEMA:

Determinar la ley experimental de rapidez de la reaccin deyodacin de la acetona.

Reaccin de formacin del ion I

3

:

- -

2 3I ( ) I ( ) I ( )ac ac

ac

Reaccin de yodacin de la acetona:


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CINTICA QUMICA:

Es

una

rama

de

la

fisicoqumica

experimental

que

estudia

la

evolucin

de

las

reacciones

qumicas

a

travs

del

tiempo

y

los

factores

que

la

afectan

.

Algunos factores que afectan

la rapidez de una reaccin:

Concentracin

de

los

reactivos

.

Temperatura

.

Catalizador

/

inhibidor

.

pH

.

Presin

.

kA B C D


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LEY EXPERIMENTAL DE RAPIDEZ:

Rapidez de una reaccin:

kA B C D

1 1 1 1d A d B d C d D

dt dt dt dt

Descomposicin

de reactivos

Formacin de

productos

x y

r A B

x yr k A B

d A d B d C d Dr

dt dt dt dt

r

:

rapidez

de

reaccin

.

k

:

constante

de

rapidez

.

x

:

orden

parcial

de

reaccin

con

respecto

al

reactivo

A

.

y

:

orden

parcial

de

reaccin

con

respecto

al

reactivo

B

.

La ley experimental de

rapidez es una expresin

matemtica obtenida a

partir de la informacin

experimental que relaciona

la rapidez de la reaccin

con los diversos factores

que la afectan

.


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La rapidez de reaccin r es larazn de cambio de la

concentracin de una especiequmica participante en lareaccin con respecto al tiempo.

Orden parcial de reaccin (x,y)es el exponente al que se

encuentran elevadas cada una delas concentraciones de losreactivos.


x yr k A BkA B C D

La constante de rapidez kes la constante de proporcionalidad en laley experimental de rapidez, la cual depende de diversos factorescomo la temperatura, pH, presencia o ausencia de un catalizador oinhibidor, etc. Es independiente del tiempo y de la concentracin de

las especies qumica participantes.

Orden total de reaccin: n x y x

y

x

y


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MTODO DE AISLAMIENTO DE OSTWALD:

kA B C D x yr k A B

A B

0B B cte

0

y xr k B A Haciendo:

0

y

obsk k B

x

obsr k A

Esta ecuacin se integra,suponiendo rdenesparciales de reaccin xconrespecto al reactivo A. Estetratamiento se conoce comomtodo integral.


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APLICACIN DEL MTODO INTEGRAL:

xobsr k A Pero: d Ardt

x

obs

d A k Adt

O bien: x

obs

d A k Adt

Orden supuesto:Cero (x = 0)

Uno (x = 1)

Dos (x = 2)

kA B C D

t = 0

t = t

0

A 0

B 0 0

A

B

C

D


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ORDEN CERO:

0

obsd A k A

dt

obs

d A kdt

0 0

A t

obsA

d A k dt

0 obsA A k t

0obsA k t A

y m x b

[A]

/(mol/L)

t / (min)

obsm k

Unidades:kobs (mol/L min)


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ORDEN UNO:

obsd A k A

dt

0 0

A t

obsA

d A k dtA

0ln ln

obsA A k t

0ln lnobsA k t A

y m x b

ln[A]

t / (min)

obsm k

Unidades:kobs (min-1)

0

lnobs

A k tA


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ORDEN DOS:

2

obsd A k A

dt

0

20

A t

obsA

d A k dtA

0

1 1obs

k tA A

0

1 1obs

k tA A

y m x b

1/[A]

/(L/mol)

t / (min)

obsm k

Unidades:kobs (L/mol min)


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A bc B

Absorbancia

t / (min)

y m x B

Se mideexperimentalmente laabsorbancia comofuncin del tiempo.

0B Clculo de laconcentracin de I2:

CLCULO DE LA CONCENTRACIN A PARTIR DE LA ABSORBANCIA:

/c A B b

C/(mol/L)

t / (min)

Usar los datosde pendiente y

ordenada decurva patrn.


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Encender el

espectrofotmetro yesperar 15 min.

Seleccionar lalongitud de onda

(460 nm).

Calibrar el espectrofotmetro

introduciendo la celda con el

blanco en el porta-celda, esperar

a que se ponga en ceros la

absorbancia.

En un vaso de precipitados agregar

2 mL de HCl 0.323 M junto con el

volumen indicado en la prxima

tabla de acetona 1.33 M, y adicionar

4 mL de la solucin de (I2-KI)2 x 10-3M, mezclando las soluciones.

Llenar la otra celda con la mezcla de las

las soluciones anteriores y leer laabsorbancia cada minuto, hasta que la

reaccin se termine. Calibrar con el

blanco en cada determinacin.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL


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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Evento: Volumen de acetona

1.33 M (mL):

Volumen de HCl

0.323 M (mL):

Volumen de I2

2 X 10-3M (mL):

1 4.0 2.0 4.0

2 3.5 2.0 4.0

3 3.0 2.0 4.0

4 2.5 2.0 4.0

Realizar 4 corridas de acuerdo con los datos de la siguiente tabla:

Realizar la siguiente tabla para cada una de las 4 corridas:

Tiempo

(min)

Absorbancia: [I2]

(mol/L)

ln [I2] 1/[I2]

(L/mol)

1

2

etc

Volumen de acetona 1.33 M (mL): ____ Concentracin inicial de acetona (M): ____

1 1

2

2

C VC

V


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TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES

Trazar las grficas de Cvs t (orden cero), lnCvs t (orden uno )y

1/Cvs t (orden dos ), realizando la regresin lineal correspondiente.

Determinar el valor de la pendiente y el coeficiente de correlacin r.De acuerdo con el mtodo integral, el mejor ajuste ser aquel que

tenga el valor de rms cercano a 1 (r 1).

Realizar la siguiente tabla:

[CH3COCH3]0(mol/L)

kobs(unidades deacuerdo al orden)

ln [CH3COCH3]0 ln kobs


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0

y

obsk k B

0

ln ln lnobs

k k y B


Haciendo [CH3COCH3]0= [B]0:

Linealizando:

0ln ln lnobsk y B k y m x b

ln [B]0

lnb k

Trazar la grfica ln kobs vsln [B]

0.Realizar la regresin

lineal correspondiente.

m y

lnk

obs

La pendiente corresponde elorden parcial de reaccin con

respecto a la acetona (y),mientras que kes la constante

de rapidez de la reaccin.

bk e

Unidades de k: 1 1n

concentracin tiempo


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x y

r k A B


Determinar experimentalmente los parmetros cinticos: El orden parcial de reaccin con respecto al yodo (x). El orden parcial de reaccin con respecto a la acetona (y). El orden global de reaccin (n= x+ y).

La constante de rapidez k, en (mol/L)1-n(min)-1

2 3 3I CH COCHx y

r k


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