cintica de la inversin de la sacarosa g1-copia-copia
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son resultados de laboratorio de reactores en la cual se mide la cinetica de la sacarosaTRANSCRIPT
PRACTICA 1
DETERMINACION DE LA LEY DE VELOCIDAD cinética de la inversión de la sacarosa
COCHABAMBA – BOLIVIA
Contenido
INVERSIÓN DE LA SACAROSA...................................................................................................3
1. OBJETIVOS.....................................................................................................................3
1.1. Objetivo general........................................................................................................3
1.2. Objetivos específicos................................................................................................3
1
ESTUDIANTES: GALARZA CESPEDES JUAN DIEGO MOLINA FERREL PAOLA ALEJANDRA OLGUIN AGUILAR CAROLINA VARGAS BUSSTILLOS KAREN VILLCA PINTO MARIA FERNANDA
GRUPO: MARTES 1DOCENTE: LIC. BERNARDO LÓPEZ ARCEMATERIA: LABORATORIO DE REACTORESFECHA: 24/10/2014
COCHABAMBA-BOLIVIA
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
CARRERA DE INGENIERIA QUÍMICA
2. INTRODUCCIÓN.............................................................................................................3
3. FUNDAMENTO TEÓRICO..............................................................................................3
3.1. Cinética Química.............................................................................................................3
3.2. Propiedades ópticas de las soluciones de la sacarosa...................................................6
3.3 Lectura del ángulo de rotación por inversión de la sacarosa a partir del polarímetro......7
4. METODOLOGÍA..............................................................................................................8
4.1. Calibración del polarímetro..............................................................................................8
4.2 Tratamiento de datos......................................................................................................11
5. MATERIALES Y REACTIVOS.......................................................................................14
Materiales:............................................................................................................................14
Reactivos:.............................................................................................................................14
6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL............................................................................15
6.1. Preparación de las soluciones.......................................................................................15
6.2. Medición de la rotación óptica.......................................................................................15
7. CALCULOS Y RESULTADOS.......................................................................................15
7.1. Preparación de soluciones.-..........................................................................................15
8. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.-....................................................................23
8.1. Observaciones.-............................................................................................................24
8.2. Conclusiones.-...............................................................................................................24
9. Bibliografía.-...................................................................................................................24
INVERSIÓN DE LA SACAROSA
2
1. OBJETIVOS
1.1. Objetivo general
Estudiar y determinar la cinética de la inversión de la sacarosa catalizada con acido
clorhídrico de reacción de primer orden.
1.2. Objetivos específicos
Obtener el valor de la constante cinética.
Hallar analíticamente los valores de α, β y ϒ, mediante método integral.
Relacionar la concentración con la rotación óptica.
2. INTRODUCCIÓN.
Se entiende por velocidad de reacción la variación por unidad de tiempo de la concentración de
un reactante o de un producto de la reacción.
La velocidad de una reacción depende de la naturaleza de las sustancias, de la temperatura, de
la concentración de los reactivos, en algunos casos especiales también de la concentración de
los productos y de la presencia de catalizadores; por lo tanto, al avanzar la reacción y
modificarse la concentración de los productos y reactivos se espera que varié la velocidad. Para
hacer el estudio cinético de la inversión de la sacarosa provocamos la hidrólisis de la misma
añadiendo un medio ácido.
Seguimos el proceso de la reacción mediante polarimetría, ya que la sustancia de estudio
presenta asimetría. De este modo podremos determinar la constante de velocidad, la energía
de activación, el orden de reacción, y podrá proponerse un mecanismo de reacción.
La aplicabilidad de este estudio reside en conocer el comportamiento de la sacarosa, así como
su funcionalidad que dependiente de la estructura.
3
3. FUNDAMENTO TEÓRICO .
3.1. Cinética Química.
La cinética química es el campo de la química que se ocupa de la rapidez o velocidad de las
reacciones, así como de los mecanismos de las mismas.
Es muy importante resaltar que la cinética química es hoy por hoy un estudio puramente
empírico y experimental, pues a pesar de la gran cantidad de conocimientos sobre mecánica
cuántica aplicada a la química (química cuántica) que se conocen, siguen siendo insuficientes
para predecir ni siquiera por aproximación la velocidad de una reacción química. Por lo que la
velocidad de cada reacción se determina experimentalmente.
3.1.1 Velocidad de Reacción.
Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada (si
tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un
reactivo) por unidad de tiempo.
La velocidad de reacción no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos es
mayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de
reactivo, y la velocidad es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la
concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de
la reacción.
La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los
reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacción
necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, bien la
cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo.
La velocidad de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es
decir mol/(l·s).
La velocidad de aparición del producto es igual a la velocidad de desaparición del reactivo. De
este modo, para una reacción química hipotética:
a A + b B → g G + h H
La velocidad de reacción se define como:
4
r = k [A]a[B]b
Donde los corchetes denotan la concentración de cada una de las especies; "r" denota la
velocidad de reacción y "k" es la constante de velocidad.
3.1.2 Orden de Reacción.
V = k [A] Primer orden.
V = k [A] [B] Segundo orden
V = k [A]2 Segundo orden.
V = k [A]2 [B] Segundo orden respecto A y primero respecto a B.
3.1.3 Factores que afecta la velocidad de reacción
3.1.3.1. Temperatura
Por norma general la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque así se incrementa
la energía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven más
rápido y chocan con más frecuencia y con más energía. El comportamiento de la constante de
velocidad o coeficiente cinético frente a la temperatura puede ser descrito a través de la
ecuación de Arrhenius, que detallaremos más adelante en el apartado destinado a describir la
energía de activación.
Para un buen número de reacciones químicas la velocidad se duplica aproximadamente cada
diez grados centígrados.
3.1.3.2. Estado físico de los reactivos
Si en una reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de contacto es menor y su
velocidad también es menor. En cambio, si el área de contacto es mayor, la velocidad también
es mayor.
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3.1.3.3. Presencia de un catalizador
Los catalizadores aumentan la rapidez de una reacción sin transformarla. La forma de acción de
los mismos se basa en modificar el mecanismo de reacción, empleando pasos elementales con
menor energía de activación.
Existen catalizadores homogéneos, que se encuentran en la misma fase que los reactivos (por
ejemplo, el hierro III en la descomposición del peróxido de hidrógeno) y catalizadores
heterogéneos, que se encuentran en distinta fase (por ejemplo la malla de platino en las
reacciones de hidrogenación).
Los catalizadores también pueden retardar reacciones y no sólo acelerarlas.
3.1.3.4. Concentración de los reactivos
La mayoría de las reacciones son más rápidas cuanto más concentrados se encuentren los
reactivos. A mayor concentración, mayor frecuencia de colisión.
3.1.4 Energía de Activación.
En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una
cantidad mínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de las
moléculas que colisionan. La energía cinética sirve para originar las reacciones pero, si las
moléculas se mueven muy lentamente, sólo rebotarán al chocar con otras moléculas y la
reacción no sucederá.
La constante de la velocidad de una reacción (k) depende también de la temperatura ya que
la energía cinética depende de ella. La relación entre k y la temperatura está dada por la
ecuación de Arrhenius:
Donde A es el factor de frecuencia.
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3.2. Propiedades ópticas de las soluciones de la sacarosa.
El azúcar de caña y los productos de su descomposición pertenecen al género de las
sustancias óptimamente activas, es decir sustancias capaces de cambiar la posición del plano
de polarización de la luz polarizada que las atraviesa (una luz en el que las oscilaciones se
verifican en un plano determinado). La actividad óptica está vinculada con la presencia de
átomos asimétricos de carbono en la molécula. Los isómeros ópticos se distinguen uno del otro
por su estructura como un objeto asimétrico de su imagen especular. Por sus propiedades
físicas y químicas tales moléculas son iguales y solo se diferencian El ángulo de
desplazamiento del plano de oscilación del haz polarizado se denomina ángulo de rotación del
plano de polarización, y se denota por a, el cual es directamente proporcional a la longitud de
celda l, y a la concentración de la sustancia activa c en g/ml, de donde a es el coeficiente de
proporcionalidad, generalmente este corresponde a la rotación específica a la línea D del sodio
a 20°C, cuyo longitud de onda es de 589,3 nm.
La influencia de la longitud de onda λ en la capacidad giratoria (dispersión rotacional) se
describe aproximadamente por la regla de Biot:
La rotación específica del plano de polarización en la sacarosa es constante y puede servir para
determinación de la concentración de azúcar.
La sacarosa gira el plano de polarización hacia la derecha (a=66,55°) y la mezcla de los
productos de la inversión hacia la izquierda (af=-91,9°). Por ello a medida del transcurso de la
inversión el ángulo de rotación del plano de polarización disminuye, pasando por cero y luego
pasa a ser negativo llegando hasta un valor constante α∞.
La velocidad de inversión de la sacarosa se establece por la variación del ángulo de rotación
del plano de polarización de la función a estudiar el cual varía en función del tiempo. El
seguimiento del ángulo de rotación se realiza a través del polarímetro.
7
3.3 Lectura del ángulo de rotación por inversión de la sacarosa a partir del polarímetro.
En el laboratorio se dispone de un polarímetro constituido por un prisma de Nicol, las
mediciones en este equipo se basan en el ajuste de la semi-sombra que se observa en el ocular
del equipo.
Cuando está presente una sustancia óptimamente activa, el ángulo de rotación generado se
identifica al visualizar a través del lente dos regiones con una iluminación débil igual, figura (2b),
en otras posiciones del analizador el campo visual está dividido nítidamente, en cuanto a la
iluminación en dos regiones, o todo está bien iluminado.
Si la posición semi sombreada ha sido hallada correctamente entonces el mas mínimo giro del
analizador hacia la derecha figura (2c) o hacia la izquierda figura (2a) altera la uniformidad de
iluminación hasta poner en contraste agudo la iluminación de ambas mitades del campo visual.
El polarímetro se calibra introduciendo agua al tubo del polarímetro, cuya posición debe de ser
cero (0).
El polarímetro dispone de tres botones; el botón azul se oprime para calibrar el polarímetro, y
los otros dos para girar el ángulo de rotación.
4. METODOLOGÍA.
4.1. Calibración del polarímetro.
Primero se debe calibrar el polarímetro con el agua porque como ésta no es quiral se supone
que el plano de luz polarizada no debe rotar. Se realiza varias veces y se promedia para
obtener el cero y evitar el error de una sola lectura.
8
fig1 fig 2 fig3
Lo siguiente consiste en realizar las mediciones de sacarosa en agua, cuyos monómeros
constituyentes, por estar en forma glucosídica, no cambian de conformación en disolución. Al
igual que la anterior, se realizan tres lecturas para poder hacer un promedio. Esta lectura sirve
para calcular la rotación específica inicial, en la que el grupo hidroxilo del carbono asimétrico
más lejano al carboxilo está involucrado en el ciclo.
Hidrolizacion de la Sacarosa en Medio Acido.
El proceso de inversión del azúcar es la descomposición hidrolítica de la sacarosa C12H22O11 en
la glucosa y la fructosa y se acompaña con la variación de la dirección del ángulo de rotación
del plano de polarización:
9
Esta reacción es prácticamente irreversible y por su mecanismo pertenece a las reacciones
bimoleculares. Por consiguiente, su velocidad puede ser calculada por la ecuación:
La cual sería una reacción de segundo orden, ahora bien tomemos en cuenta las siguientes
consideraciones:
l. La inversión se verifica en solución acuosa en donde la concentración molar de agua es
considerablemente mayor que la concentración molar de la sacarosa.
2. La disminución del agua por cuenta de la reacción es pequeña en comparación con la
cantidad total del agua en el sistema, y su contenido puede tomarse como constante incluso en
las soluciones relativamente concentradas.
Por lo cual la ecuación (1) se transforma en una expresión de primer orden respecto a la
concentración de la sacarosa:
Cuya constante de velocidad puede ser calculada por la ecuación:
donde:
Co: concentración inicial de la sacarosa.
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Cf: Concentración de sacarosa en un tiempo t, recuerde que Cf es igual a Co–Cf , de donde Cf
es igual a la concentración de la sustancia que ha reaccionado durante el periodo de tiempo
transcurrido.
t : es el tiempo que ha transcurrido, desde el inicio de la reacción, hasta el momento de la
medición.
La velocidad de reacción, en ausencia de catalizador es baja, por lo cual la presencia de iones
hidrógeno en la solución puede acelerar la reacción.
Método de Guggenheim
Relaciona la rotación óptica (α, α0 y α∞) con la ecuación cinética mediante la siguiente
expresión:
-Para conocer αt tomaremos medidas de la rotación óptica de la sacarosa en medio ácido con
respecto al tiempo.
-Para conocer α0 tomaremos la medida de la rotación óptica de la disolución de sacarosa.
- Para conocer α∞ tomaremos la medida de la rotación óptica de la sacarosa en medio ácido
una vez trascurrida la reacción (tomamos el dato tras 24 horas).
4.2 Tratamiento de datos.
Con los datos obtenidos de “α vs. tiempo” mostrados en la siguiente tabla, se pueden realizar
las gráficas para cada uno de los experimentos realizados, en función de la concentración del
catalizador [HCl ] y de la temperaturade la solucion, obteniendo los siguientes comportamientos
de datos:
Para facilitar la consecución de la información buscada en la gráfica obtenemos su forma
linealizada de la siguiente manera:
Partiendo de la siguiente reacción
11
Se plantea la ecuación de velocidad
r=−d [C11H 22O11]
dt=k∗[C11H 22O11]n∗¿¿
Se hacen las siguientes consideraciones:
1. El HCl va a ser un catalizador específico y por tanto no se consumirá en la reacción.
2. Se supone pseudo-orden 1.
Considerando estas circunstancias, llegamos a lo siguiente:
r=−d [C11H 22O11]
dt=k|¿|∗[C11H 22O11 ]❑¿
Si ahora se aplica el método de Guggenheim, que relaciona la rotación óptica con la ecuación
cinética, llegamos a:
En la ecuación descrita anteriormente se describe el comportamiento de la misma en la grafica,
donde el logaritmo natural está representada por el eje de las ordenadas y el tiempo por el eje
de las abscisas.
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Si ahora se representan los datos experimentales obtenidos para cada caso, obtenemos
gráficas como la que se muestra a continuación:
De las pendientes de estas rectas se consiguen los valores de kobs para cada una de las
experiencias variando la concentración del ácido clorhídrico.
Lo que interesa es conocer a qué velocidad se degrada la sacarosa en medio ácido, lo que se
traduce en su constante real de velocidad. Y se sabe que:
Aplicando logaritmos:
Si se hace la representación, se llega a:
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Con esta regresión se puede concluir que el valor de la ordenada en el origen corresponde a
Lnk, de donde se calcula k y que la pendiente corresponde al orden de reacción del ácido es
m.
Cálculo de la energía de activación
En un estudio cinético es importante calcular la energía de activación para la reacción de
estudio así que, repitiendo el experimento para una disolución HCl a T2 ºC, se obtiene un nuevo
valor de kobs que se puede relacionar a través de la ecuación de Arrehnius con la kobs
determinada a T1 ºC y así calcular la Ea.
Para dos temperaturas diferentes la ecuación de Arrhenius toma la siguiente forma:
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5. MATERIALES Y REACTIVOS.
Materiales:
Matraz Erlenmeyer
Pipeta
Balanza analítica ±0.0001g
Vaso de precipitado
Cronómetro
Polarímetro mecánico de Sodio ± 0.05º
Pizeta
Reactivos:
Solución de Sacarosa 20% (w/w)
Solución de HCl 4N
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6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
6.1. Preparación de las soluciones.
Se preparó una solución 25 ml de acido clorhídrico 4 N en un matraz aforado.
Se preparó una solución de 25 ml de sacarosa con una concentración de 20%
en peso.
6.2. Medición de la rotación óptica.
Realizamos una prueba en el polarímetro para familiarizarnos con la lectura de
la escala.
Lavamos el tubo del polarímetro con la solución de sacarosa en medio ácido,
para ambientar el mismo.
Llenamos el tubo del polarímetro con la ayuda de un gotero (evitando la
formación de burbujas de aire en el interior del mismo); secamos y tapamos el
tubo.
Introducimos el tubo en el polarímetro.
Tomamos los datos de rotación óptica cada 15 segundos por un periodo de 3
horas.
Graficamos y linealizamos los datos medidos en función del tiempo.
7. CALCULOS Y RESULTADOS.
7.1. Preparación de soluciones.-
Datos del acido clorhídrico concentrado:
HCl concentrado = 1,19 g/ml
% en peso HCl concentrado = 38
16
Conc HCl = 4 N
25
ml∗4 eq1000ml
∗1mol
1eq∗36.5 gHCl
1mol∗100%
38%∗1ml
1.19 gHCl=8.07ml HCl
*Ln = ln (∝0−∝∞
∝t−∝∞
)
17
18
tiempo
(seg)
α K´ Ln C(sacarosa%)
159 8,2 0 0 0
204 7,9 0,00014489
6
0,0295588 0,00582524
239 7,2 0,00042732 0,1021295 0,01941748
279 7,1 0,00040480
4
0,11294041 0,02135922
309 7,1 0,00036550
3
0,11294041 0,02135922
331 6,8 0,00044136
7
0,14609262 0,02718447
366 6,7 0,00043003
3
0,15739217 0,02912621
396 6,7 0,00039745
5
0,15739217 0,02912621
426 6,6 0,00039629
3
0,16882087 0,03106796
466 7,5 0,00015103
2
0,0703808 0,01359223
496 7,3 0,00018434
3
0,09143421 0,01747573
526 7,2 0,00019416
3
0,1021295 0.01941748
556 7,1 0,00020313 0,11294041 0,02135922
594 6,6 0,00028421 0,16882087 0,03106796
624 5 0,00059623
3
0,37204911 0,06213592
654 5 0,00056888
2
0,37204911 0,06213592
704 4,8 0,00056906
6
0,40062248 0,06601942
734 4,9 0,00052620
4
0,38623375 0,06407767
764 4,8 0,00052437
5
0,40062248 0,06601942
794 4,7 0,00052294
9
0,41522128 0,06796117
824 4,9 0,00046873 0,38623375 0,06407767
854 4,8 0,00046911
3
0,40062248 0,06601942
884 4,7 0,00046970
7
0,41522128 0,06796117
914 3,8 0,00060961 0,55719154 0,08543689
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
-4
-2
0
2
4
6
8
10
Grafico de t vs. α
Series2Logarithmic (Series2)
tiempo (seg)
rota
cion
optic
a, α
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.000
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Grafico de LN vs. t
Series2Linear (Series2)
tiempo (seg)
LN
y=0.1242+2.61∗10−4∗X
19
r=0.9857
Covarianza=2174.2054
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 140000
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Grafico de Conversion vs tiempo
Series2Logarithmic (Series2)
tiempo (seg)
Conc
entr
acio
n de
saca
rosa
Teniendo la ecuación Y=0.1242+2.61*10^-4X, obtenemos que:
Y= ln C, donde x es el tiempo medido de la experimentación:
lnCs= lnCk``t, donde es de primer orden
Asì que se obtiene K´´= 2.61x10-4 [s-1]
Experiencia con HCl 2N a T=40ºC
tiempo (min) α K´ Ln C(sacarosa%)
2,77 5,4 0,11452739 0,317240875 0,05436893
3,73 5,3 0,08864984 0,330663895 0,05631068
4,5 5,2 0,07650434 0,344269547 0,05825243
4,95 5,2 0,0695494 0,344269547 0,05825243
5,4 5,2 0,06375362 0,344269547 0,05825243
6,67 3,2 0,09961575 0,664437075 0,09708738
11,95 1,7 0,08344291 0,997142829 0,12621359
20
12,5 1,45 0,0852157 1,065196292 0,13106796
13,83 1,2 0,0823009 1,138221427 0,13592233
14,82 1,1 0,07887943 1,168993085 0,13786408
15,58 1 0,07706943 1,200741784 0,13980583
21,47 -0,5 0,0867322 1,862140266 0,16893204
22,22 -0,5 0,08380469 1,862140266 0,16893204
22,57 -0,7 0,08842143 1,995671659 0,17281553
23,35 -0,5 0,07974905 1,862140266 0,16893204
24,17 -1 0,09254587 2,236833715 0,17864078
27,35 -1,365 0,09652756 2,640028675 0,18572816
28,78 -1,7 0,11287125 3,248434627 0,19223301
33,92 -1,5 0,08381396 2,842969519 0,18834951
35,43 -1,5 0,08024187 2,842969519 0,18834951
36,53 -1,55 0,08020753 2,929980896 0,18932039
40,08 -0,85 0,05261977 2,109000344 0,17572816
42,8 -1,15 0,05568778 2,38343719 0,1815534
62,23 -1,45 0,04439863 2,762926811 0,18737864
64,63 -1,45 0,04274991 2,762926811 0,18737864
0 10 20 30 40 50 60 70
-3-2-10123456
Grafico tiempo vs α
Series2Logarithmic (Series2)
tiempo (min)
rota
cion
optic
a
21
0 10 20 30 40 50 60 700
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5f(x) = 0.0483920693493753 x + 0.563269277188529R² = 0.709691768785897
Series2Linear (Series2)
Para la gráfica, se obtiene el dato linealizado, donde K``:
K= 0,00026 en segundos
0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
10
20
30
40
50
60
70
Grafico de Conversion vs. tiempo
Series2Exponential (Series2)
tiempo (seg)
Conc
entr
acio
n de
saca
rosa
EXPERIENCIA CON HCl 6N
α t K(1/seg) CA(%) Ln(CA)4,9 494 0,00390607 0,17095866 -1,76633353,9 531 0,00365736 0,17131826 -1,7642323
3,4 574 0,00339885 0,17157191 -1,76275282
3,8 604 0,00321797 0,17136398 -1,76396545
3,8 634 0,0030657 0,17136398 -
22
1,763965453,9 665 0,00292039 0,17131826 -1,7642323
3,5 713 0,00273347 0,17151577 -1,76308007
3,6 751 0,00259268 0,17146254 -1,76339044
3,7 780 0,00249401 0,17141201 -1,76368518
3 840 0,00233345 0,17183099 -1,76124393
2,4 861 0,00229881 0,17236615 -1,75813429
2 901 0,00221764 0,17288136 -1,75514972
2 926 0,00215777 0,17288136 -1,75514972
2,8 952 0,00206472 0,17198599 -1,76034224
1,8 1020 0,00197103 0,17321429 -1,75322581
1,5 1080 0,00188399 0,17385621 -1,74952671
0,8 1114 0,00193287 0,17677794 -1,73286092
0,75 1190 0,00182273 0,17714286 -1,73079877
0,7 1252 0,00174669 0,17754611 -1,72852493
0,75 1280 0,00169457 0,17714286 -1,73079877
0,75 1367 0,00158673 0,17714286 -1,73079877
0,5 1399 0,00163508 0,17969543 -1,71649191
0,5 1430 0,00159963 0,17969543 -1,71649191
0,3 1480 0,0016818 0,18340249 -1,69607214
0,5 1604 0,0014261 0,17969543 -1,71649191
-0,55 1626 0,00077918 0,14366197 -1,94029216
-0,7 1715 0,00083579 0,15229983 -1,88190414
-0,75 1740 0,00084493 0,15402299 -1,87065341
-0,95 1776 0,00088477 0,15844724 -1,84233362
-0,4 1800 0,00049213 0,11752577 -2,14109762
23
-0,5 1830 0,00064407 0,13846154 -1,97716269
-1 2206 0,00072041 0,15918367 -1,83769656
-1 2348 0,00067685 0,15918367 -1,83769656
-1 2430 0,00065401 0,15918367 -1,83769656
-1 2499 0,00063595 0,15918367 -1,83769656
-1 2530 0,00062816 0,15918367 -1,83769656
-1 2570 0,00061838 0,15918367 -1,83769656
-1 2595 0,00061242 0,15918367 -1,83769656
-1 3600 0,00044145 0,15918367 -1,83769656
-1,4 4320 0,00038914 0,16276596 -1,81544195
-1,65 6478 0,00026456 0,16396396 -1,80810861
-1,65 7799 0,00021975 0,16396396 -1,80810861
494574
634713
780861
9261020
11141252
13671430
16041715
17761830
23482499
25703600
6478
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7799
α vs. t
Angu
lo d
e ro
tacio
n α
24
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
f(x) = − 0.000925992272945086 x − 0.0980549959805561R² = 0.964866767472555
Series2Linear (Series2)
Para la ecuación de ajuste:
K``= 0,0009
Obtenidos los datos, se tienen los siguientes valores de K
K[s-1] T [K]
2,61X10-4 293
8,7x10-4 313
Utilizando la ecuación de Arrhenius:
lnk 1k 2
=−EaR
( 1T 1
− 1T 2
)
Lo que da Ea= 45,899 Kj/mol K
Para calcular Gamma se tiene que:
25
8. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.-
8.1. Observaciones.-
En la experiencia realizada se observó que la rotación óptica de la sacarosa va
variando con respecto al tiempo hasta que se mantiene constante la rotación
especifica en intervalo de tiempo
Se debe tener una buena precisión en el registro de datos de la rotación
específica para obtener buenos resultados.
8.2. Conclusiones.-
En la práctica realizada la cinética de la reacción obtenida indica que es de
primer orden ya que comparando los coeficientes de correlación observamos
que el r (lineal)= 0,797 es mayor que el r (cuadrático)=0.672 por lo tanto el
modelo más adecuado para la dispersión de puntos es el lineal lo que vuelve a
la velocidad de reacción de primer orden.
r=k*Ca
El valor de la constante cinética se determinó empleando la siguiente ecuación:
K=1t∗ln(α o−α fα−α f )
Con el cual se hallo el valor de 0,02.
El valor de α=1 el de β=0 y el ϒ=0 debido a que la mejor regresión es lineal por
lo tanto es de primer orden, además que el acido es un catalizador y la
concentración no cambia al final de la reacción ϒ=0, además que el agua se
encuentra en gran cantidad por eso concentración considerada constante β=0.
La relación usada para la rotación óptica y la concentración fue la siguiente:
K=1t∗ln(α o−α fα−α f )
- Para CA:
C A=C Ao−CAo
ekt
26
9. Bibliografía.-
García Bello, Deborah; Estudio Cinético De La Inversión De La Sacarosa; Dpto.
de Química física de la facultad de Química Universidad de A Coruña, 2007.
Koustuv Chatterjee, Evgenyi Y. Shalaev, Raj Suryanarayanan, Ramprakash
Govindarajan. Correlation between Chemical Reactivity and the Hammett
Acidity Function in Amorphous Solids Using Inversion of Sucrose as a Model
Reaction. Wiley InterScience 2007.pp 21081.
Ángel González Ureña, CINÉTICA QUÍMICA, Ed. Síntesis Litwack, G.
EXPERIMENTAL BIOCHEMISTRY, A LABORATORY
Rodney Boyer. CONCEPTOS DE BIOQUÍMICA. Ed.Thomson. España (1999).
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4090006/docs_curso/
pages/lab_9.htm
http://www.scribd.com/doc/18665109/Cinetica-de-La-Inversion-de-La-Sacarosa
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