práctica 2. estudio cinético efecto de la fuerza iónica y el ph

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  • 8/14/2019 Prctica 2. Estudio cintico efecto de la fuerza inica y el pH

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    PRCTICA 2. Reaccin de oxidaci n del cido ascrbico con ferrocianuro de potasio.

    EFECTO INICO Y DEL PH SOBRE LA RAPIDEZ DE REACCIN.

    ANTECEDENTES TERICOSDurante la prctica se realizar un estudio cintico para comprender la importancia de su

    aplicacin tanto a nivel industrial como en el rea de farmacia. Se llevar a cabo la reaccin deoxidacin de cido ascrbico, el cual es un antioxidante, con Ferricianuro que actuar como

    oxidante, con este experimento se pretende comprender los conceptos bsicos sobre cinticaqumica y ver el efecto que existe entre la rapidez de reaccin y la modificacin de la fuerza inicay el pH.

    - Teora del estado de transicinHenry Eyring, qumico norteamericano, junto con otros colegas, desarroll en la dcada de

    1930 un enfoque denominado teora del estado de transicin, conocida tambin como teora delcomplejo activado, donde se estudia la reaccin a nivel molecular permitiendo calcular laconstante de rapidez con bastante exactitud. El punto de partida de la teora es que a producirseuna colisin bimolecular se forma un complejo activado, que tiene una energa relativamenteelevada.

    A+B C* P Reactivos Complejo Productos

    activadoEl complejo activado no es un intermediario estable, en consecuencia, el equilibrio entre

    los reactivos y el complejo activado no es el clsico. La constante de equilibrio se escribe como:

    K *= [ ][ ][ ], donde [C*]=K *[A][B]

    La rapidez de reaccin es igual a la concentracin del complejo activado por la frecuenciade vibracin del complejo activado.

    r= nmero de complejos activados que forman productos= [C*] = k*[C*],donde =KBT/hr=k[A][B]

    - Efecto SalinoLas reacciones en solucin tienen como diferencia principal con respecto a las reacciones

    en fase gaseosa la presencia del disolvente. Una constante de rapidez en solucin muy diferente ala de una reaccin en fase gaseosa indica una interaccin fuerte entre el disolvente y los reactivoso el complejo activado. Si los reactivos son especies con carga elctrica, la solvatacin de los ionespuede ser un factor importante en la determinacin de signo y la rapidez de reaccin.

    La constante de equilibrio se escribe en trminos de las actividades.

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    a= [X]

    K *= [ ][ ][ ], despejando la concentracin del complejo activado

    [C*]= [ ][ ]

    r= k*[C*]=k[A][B]

    k* [ ][ ] =k[A][B]

    k=k*K* , ko=k*K* y sacando el logaritmo,

    Logk= Log ko+LogA+ LogB- LogC*Si se aplica en reacciones inicas, se denomina ecuacin de Brnsted -Bjerrum.

    Considerando la ecuacin de Debye-Hckel se obtiene finalmente, Log=-AZ2 Logk= Log ko+2AZAZB

    La fuerza inica (I) fue definida originalmente por Gilber Lewis en 1921 y es una medida dela concentracin de iones en una disolucin. Cuanto ms cargado este un ion, ms contribuye aella. La ecuacin muestra la rapidez de una reaccin que involucra iones, depende en gran medidade la fuerza inica de la solucin. Esta dependencia de denomina efecto salino primario. K y ko sonlas constantes de rapidez a una fuerza inica I, y a una concentracin infinitamente diluida. Laecuacin predice que si A y B tienen la misma carga, ZAZB, es positiva, y la constante de rapidez kaumenta con , si A y B tienen signos contrarios ZAZBes negativo y k disminuye con , y si A o Bno tienen carga, ZAZB=0, y k es independiente de la fuerza inica de la solucin.

    El efecto de la fuerza inica sobre la constante de rapidez de una reaccin inica endisolucin que presenta un comportamiento descrito por la ecuacin Logk= Log ko+2AZAZB , sedenomina efecto salino cintico primario, donde los iones que afectan la cintica de la reaccin notienen iones comunes con los reactivos; mientras que el efecto de un electrolito no reaccionantesobre la rapidez de una reaccin a travs de los equilibrios de iones procedentes de un electrolitodbil se denomina efecto salino cintico secundario.

    - CatlisisUn catalizador es una sustancia que aumenta la rapidez de reaccin y que puede

    recuperarse al final sin sufrir modificacin alguna. La funcin general de un catalizador consistesimplemente en suministrar un mecanismo adicional por medio del cual los reactivos puedantransformarse en productos. Este mecanismo alterno tiene una energa de activacin menor quela energa de activacin del mecanismo en ausencia del catalizador. La reaccin en donde participaun catalizador se denomina catlisis.

    Existen muchas reacciones qumicas que son catalizadas por cidos, bases o ambos. Elcatalizador cido ms comn en solucin acuosa es el ion hidronio (H+) y el bsico ms comn es el

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Conectar y calibrarespectrofotmetro

    =418

    Etiquetar 3 vasos de pp(1. c. Ascrbico, 2.K3Fe(CN)6, 3. Mezcla

    reactiva, MR)

    Programarespectrofotmetro para

    medir cintica

    Preparar las solucionesreactivas

    Verter vaso A y vaso Ben MR, al mismo tiempoagitando suavemente.

    Trasvasar un poco de la

    mezcla en una celda paramedir Absorbancia(Avance de reaccin a

    Medir: Temperatura y pHde la MR

    ion hidroxilo (OH-), no obstante, ciertas reacciones son catalizadas por cualquier cido o base(catlisis cida o bsica general). Cuando solo son efectivos ciertos cidos o bases. El fenmeno sedenomina catlisis especfica cida o bsica.

    La reaccin de catlisis se escribe comoS+C SC P+C

    La rapidez de reaccin se expresar= (ko+kH+[H+]+kOH[OH-])[S]

    - Para una catlisis cidar= kH+[H+][S], r=kabs[S]Kabs= kH+[H+][S]LogKabs=Log kH+ -pH

    - Para una catlisis bsicar= kOH[OH-])[S]Kabs= kOH[OH-])[S]LogKabs=Log kOHkw+pH

    OBJETIVOSObjetivo general

    a) Establecer las condiciones de pH y fuerza inica a la temperatura de trabajo donde k n=2 alcanza su mximo valor para la reaccin de oxidacin del cido ascrbico con ferricianurode potasio.

    Objetivo particularb) Aplicar la teora sobre el efecto salino primario y el efecto de pH.c) Determinar el producto de las cargas, la constante de rapidez a dilucin infinita, la

    constante cataltica, el tipo de efecto salino y el tipo de efecto de pH.

    PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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    d) Para calcular la concentracin (M) del ferricianuro, se multiplica la concentracin inicialdel K3Fe(CN)6 (0.0025 mol dm-3) por los ml tomados en cada muestra y esto dividido entrelos mL totales (20mL).

    e) Luego para calcular la concentracin de la vitamina C esto se multiplica la concentracininicial de la vitamina C (0.004 mol dm-3) por los mililitros tomados de esta ltima entre elvolumen final (20mL).Ejemplo:

    ( ) = 0.0008 M

    ( )= 0.001 M

    f) Para calcular la fuerza inica (I) se utiliza la formula I= ( ) donde Z es la carga y C la

    concentracin. En el medio de reaccin, las especies inicas son Fe(CN)63-

    , 3K+

    , H+

    , NO3-

    ,Na+ y Cl-; sin embargo, la concentracin del NaCl (cloruro de sodio) es mayor con respectoa los otros iones y al ser un electrolito fuerte se considera que se disocia completamente,por esta razn, para el clculo de fuerza inica nicamente se tom en cuenta al NaCl y alHNO3 (cido fuerte, tambin se considera que se disocia por completo).

    g) Por ltimo, el clculo del pH se realiz utilizando la concentracin final del cido ntrico. Alser un cido fuerte, se utiliz la frmula pH=-log[H+]. Para las primeras corridas, donde nose agreg cido ntrico, se consider que el pH, estaba dado por la vitamina C, utilizando la

    frmula pH= pka - log[H+] por ser un cido dbil.

    Corrida Fe(CN)63-

    (M) K+

    H+

    NO3-

    VitC Na Cl I pH1 0.0008 0.0024 0.0 0.0 0.0005 0.25 0.25 0.2500 3.7

    2 0.0008 0.0024 0.0 0.0 0.0005 0.20 0.20 0.2000 3.73 0.0008 0.0024 0.0 0.0 0.0005 0.15 0.15 0.1500 3.74 0.0008 0.0024 0.0 0.0 0.0005 0.10 0.10 0.1000 3.75 0.0008 0.0024 0.005 0.005 0.0005 0.20 0.20 0.2050 2.36 0.0008 0.0024 0.005 0.005 0.0005 0.15 0.15 0.1550 2.3

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    y = 0.9313x + 0.0027R = 0.9978

    0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1

    0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000

    A b s o r b a n c i a

    Concentracin (M) 10-3

    7 0.0008 0.0024 0.005 0.005 0.0005 0.10 0.10 0.1050 2.38 0.0008 0.0024 0.005 0.005 0.0005 0.05 0.05 0.0550 2.39 0.0008 0.0024 0.010 0.01 0.0005 0.15 0.15 0.1600 2.0

    10 0.0008 0.0024 0.010 0.01 0.0005 0.10 0.10 0.1100 2.011 0.0008 0.0024 0.010 0.01 0.0005 0.05 0.05 0.0600 2.012 0.0008 0.0024 0.010 0.01 0.0005 0.00 0.00 0.0100 2.0

    Tabla 1. Concentracin inicial terica de cada reactivo en la mezcla de reaccin y valores tericos de lafuerza inica y pH para cada corrida.

    RESULTADOSH) Curva patrn de ferricianuro de potasio (1 sesin experimental)

    La concentracin final de cada muestra para la curva patrn, se calcul multiplicando laconcentracin del K3Fe(CN)6 (0.0025M) por los mL tomados en cada muestra y el resultado sedividi entre el volumen final (10 mL).

    Ejemplo:(0.0025 mol dm-3 x 4 mL) / (10.0 mL)= 0.001 (mol/L)

    Datos de regresin lineal

    Grfico 1. Curva patrn deferrocianuro de potasio.

    La concentracin (M) de cada determinacin se calcul restando a la absorbancia obtenidala ordenada al origen (b) de la curva patrn y el resultado se dividi entre la pendiente (m) de lamisma.

    Ejemplo: (0.958-(-0.027))/ 931.3= 0.001026 M

    a) Clculo de la constante de rapidez por el mtodo integral. El pseudorden de reaccinobtenido para el ferricianuro de potasio en la primera sesin experimental fue de 2.

    Corrida 1N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-4 1/Conc.

    1 20 0.531 5.670 1762.77

    m=0.9313c.cl=0.9978o.o=0.027

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    2 60 0.407 4.340 2303.413 100 0.376 4.010 2494.704 140 0.366 3.900 2563.36

    5 180 0.362 3.860 2591.906 220 0.361 3.850 2599.137 260 0.360 3.840 2606.418 300 0.360 3.840 2606.419 340 0.359 3.830 2613.7210 380 0.359 3.830 2613.7211 420 0.359 3.830 2613.7212 460 0.359 3.830 2613.7213 500 0.359 3.830 2613.72

    Tabla 2. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro se

    calcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    Grfico 2. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo.Kps= 9.1491

    Corrida 2N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin (M)

    10-4 1/Conc.

    1 20 0.536 5.730 1746.240

    2 60 0.427 4.560 2194.8393 100 0.399 4.260 2349.9124 140 0.390 4.160 2404.5185 180 0.387 4.130 2423.2896 220 0.385 4.110 2435.9677 260 0.385 4.110 2435.9678 300 0.384 4.090 2442.355

    y = 9.1491x + 1638R = 0.9294

    0.00

    500.00

    1000.00

    1500.00

    2000.00

    2500.00

    3000.00

    0 20 40 60 80 100 120

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    9 340 0.384 4.090 2442.35510 380 0.384 4.090 2442.35511 420 0.384 4.090 2442.355

    12 460 0.384 4.090 2442.35513 500 0.384 4.090 2442.355

    Tabla 3. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    Grfico 3. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo. Kps = 7.5459

    Corrida 3N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-4

    1/Conc.

    1 20 0.533 5.690 1756.1192 60 0.401 4.280 2338.1123 100 0.358 3.820 2621.0814 140 0.340 3.620 2760.9555 180 0.332 3.540 2828.0296 220 0.327 3.480 2871.6317 260 0.325 3.460 2889.4518 300 0.324 3.450 2898.4449 340 0.323 3.440 2907.493

    10 380 0.322 3.430 2916.59911 420 0.322 3.430 2916.59912 460 0.322 3.430 2916.59913 500 0.322 3.430 2916.599

    Tabla 4. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 7.5459x + 1644.2R = 0.9269

    0.000

    500.000

    1000.000

    1500.000

    2000.000

    2500.000

    3000.000

    0 50 100 150

    1 / C ( M

    - 1 )

    Tiempo (s)

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    Grfico 4. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo.Kps=10.812

    Corrida 4N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-3 1/Conc.

    1 20 0.564 0.445 1659.1312 60 0.435 0.420 2154.2223 100 0.395 0.404 2373.8724 140 0.378 0.390 2481.4025 180 0.369 0.378 2542.3706 220 0.365 0.366 2570.4397 260 0.364 0.356 2577.553

    8 300 0.362 0.346 2591.9019 340 0.361 0.336 2599.135

    10 380 0.361 0.328 2599.13511 420 0.361 0.318 2599.13512 460 0.360 0.311 2606.40913 500 0.361 0.302 2599.135

    Tabla 5. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 10.812x + 1589.7R = 0.9617

    0.000

    500.000

    1000.000

    1500.000

    2000.000

    2500.000

    3000.000

    0 50 100 150

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 5. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo. Kps=8.9343

    Corrida 5N medicin Tiempo (s) Absorbanci

    aConcentracin

    (M) 10-4 1/Conc.

    1 20 0.826 8.840 1131.142 60 0.811 8.680 1152.133 100 0.799 8.550 1169.504 140 0.786 8.410 1188.915 180 0.775 8.290 1205.846 220 0.763 8.160 1224.87

    7 260 0.752 8.050 1242.858 300 0.742 7.940 1259.669 340 0.733 7.840 1275.19

    10 380 0.723 7.730 1292.8911 420 0.714 7.640 1309.2512 460 0.706 7.550 1324.1413 500 0.698 7.470 1339.38

    Tabla 6. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 8.9343x + 1526.4R = 0.9528

    0.000

    500.000

    1000.000

    1500.000

    2000.000

    2500.000

    3000.000

    0 50 100 150

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 6. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo. Kps=0.4332

    Corrida 6N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-4 1/Conc.

    1 20 0.849 9.090 1100.402 60 0.835 8.940 1118.913 100 0.823 8.810 1135.284 140 0.809 8.660 1154.995 180 0.796 8.520 1173.92

    6 220 0.783 8.380 1193.487 260 0.772 8.260 1210.548 300 0.763 8.160 1224.879 340 0.752 8.050 1242.85

    10 380 0.742 7.940 1259.6611 420 0.733 7.840 1275.1912 460 0.723 7.730 1292.8913 500 0.714 7.640 1309.25

    Tabla 7. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.4332x + 1127R = 0.9987

    1100.00

    1150.00

    1200.00

    1250.00

    1300.00

    1350.00

    1400.00

    0 100 200 300 400 500 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

  • 8/14/2019 Prctica 2. Estudio cintico efecto de la fuerza inica y el pH

    11/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 7. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo.

    Kps=0.4349

    Corrida 7N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin (M) 10 -3 1/Conc.

    1 20 0.906 9.700 1030.962 60 0.802 8.580 1165.113 100 0.790 8.450 1182.874 140 0.779 8.340 1199.635 180 0.768 8.220 1216.876 220 0.758 8.110 1232.987 260 0.749 8.010 1247.858 300 0.740 7.920 1263.089 340 0.731 7.820 1278.69

    10 380 0.722 7.720 1294.6911 420 0.714 7.640 1309.2512 460 0.706 7.550 1324.1413 500 0.698 7.470 1339.38

    Tabla 8. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.4349x + 1094R = 0.9991

    1050.00

    1100.00

    1150.00

    1200.00

    1250.00

    1300.00

    1350.00

    0 100 200 300 400 500 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

  • 8/14/2019 Prctica 2. Estudio cintico efecto de la fuerza inica y el pH

    12/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 8. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo.

    Kps= 0.4932

    Corrida 8N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-3 1/Conc.

    1 20 0.804 8.600 1162.202 60 0.785 8.400 1190.433 100 0.775 8.290 1205.844 140 0.766 8.200 1220.065 180 0.757 8.100 1234.616 220 0.748 8.000 1249.52

    7 260 0.740 7.920 1263.088 300 0.732 7.830 1276.949 340 0.724 7.750 1291.10

    10 380 0.716 7.660 1305.5811 420 0.709 7.580 1318.5212 460 0.702 7.520 1331.7213 500 0.695 7.430 1345.18

    Tabla 9. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianauro secalcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.4932x + 1109.1R = 0.8687

    0.00

    200.00

    400.00

    600.00

    800.00

    1000.001200.00

    1400.00

    1600.00

    0 200 400 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

  • 8/14/2019 Prctica 2. Estudio cintico efecto de la fuerza inica y el pH

    13/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 9. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo. Kps= 0.3643

    Corrida 9N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-4 1/Conc.

    1 20 0.795 8.510 1175.402 60 0.782 8.370 1195.013 100 0.772 8.260 1210.544 140 0.765 8.190 1221.665 180 0.754 8.070 1239.54

    6 220 0.744 7.960 1256.277 260 0.736 7.870 1269.978 300 0.728 7.790 1283.989 340 0.720 7.700 1298.30

    10 380 0.713 7.630 1311.0911 420 0.706 7.550 1324.1412 460 0.699 7.480 1337.4613 500 0.693 7.410 1349.08

    Tabla 10. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianaurose calcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.3643x + 1166.4R = 0.995

    1150.00

    1200.00

    1250.00

    1300.00

    1350.00

    1400.00

    0 200 400 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    14/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 10. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo. Kps= 0.3602

    Corrida 10N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-4 1/Conc.

    1 20 0.851 9.110 1097.812 60 0.856 9.160 1091.373 100 0.855 9.150 1092.664 140 0.854 9.140 1093.945 180 0.850 9.100 1099.106 220 0.848 9.080 1101.70

    7 260 0.846 9.060 1104.328 300 0.845 9.040 1105.639 340 0.843 9.020 1108.2610 380 0.841 9.000 1110.9011 420 0.839 8.980 1113.5612 460 0.837 8.960 1116.2313 500 0.835 8.940 1118.91

    Tabla 11. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianaurose calcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.3602x + 1173.5R = 0.9976

    1160.001180.001200.001220.001240.001260.001280.001300.001320.00

    1340.001360.001380.00

    0 200 400 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    15/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 11. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo. Kps= 0.064

    Corrida 11 N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin(M) 10-4

    1/Conc.

    1 20 - -2 60 0.420 4.480 2231.663 100 0.418 4.460 2242.404 140 0.417 4.450 2247.825 180 0.416 4.440 2253.256 220 0.414 4.420 2264.217 260 0.413 4.410 2269.738 300 0.413 4.410 2269.739 340 0.412 4.400 2275.2710 380 0.411 4.380 2280.8511 420 0.410 4.370 2286.4512 460 0.409 4.360 2292.0713 500 0.408 4.350 2297.73

    Tabla 12. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianaurose calcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.064x + 1086.8R = 0.9931

    1085.00

    1090.00

    1095.00

    1100.00

    1105.00

    1110.001115.00

    1120.00

    1125.00

    0 200 400 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    16/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 12. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo.

    Kps= 0.1422

    Corrida 12N medicin Tiempo (s) Absorbancia Concentracin

    (M) 10-3 1/Conc.

    1 20 - - -2 60 0.826 8.840 1131.143 100 0.823 8.810 1135.284 140 0.820 8.780 1139.455 180 0.818 8.750 1142.246 220 0.816 8.730 1145.057 260 0.814 8.710 1147.878 300 0.811 8.680 1152.139 340 0.809 8.660 1154.99

    10 380 0.807 8.640 1157.8611 420 0.806 8.630 1159.3112 460 0.804 8.600 1162.2013 500 0.802 8.580 1165.11

    Tabla 13. Datos obtenidos de absorbancia de cada intervalo de medicin. La concentracin de ferricianaurose calcul a partir de la regresin de los datos de la curva patrn.

    y = 0.1412x + 2228.1R = 0.983

    2220.002230.002240.002250.002260.002270.002280.002290.002300.002310.00

    0 200 400 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    17/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 13. Inverso de la concentracin de ferricianuro de potasio en funcin del tiempo.

    Kps= 0.0758

    - Constante absoluta de rapidezDel mtodo de Ostwald, se tiene que Kps=Kn[VitC]

    El pseudorden de reaccin obtenido para la vitamina C fue de cero, por lo tanto =0 Kps=Kn[VitC]0

    Kps=Kn=2

    b) Influencia de la fuerza inica

    Corrida pH experimental pH prom I I1/2 Kps (M-1s-1) Kn LogKn1 3.2

    3.175

    0.250 0.500 9.149 9.149 0.96142 3.1 0.200 0.447 7.546 7.546 0.87773 3.1 0.150 0.387 10.812 10.812 1.03394 3.3 0.100 0.316 8.934 8.934 0.95115 1.3

    1.375

    0.205 0.453 0.433 0.433 -0.36336 1.3 0.155 0.394 0.435 0.435 -0.36167 1.4 0.105 0.324 0.493 0.493 -0.30708 1.5 0.055 0.235 0.364 0.364 -0.43859 1.2

    1.5375

    0.160 0.400 0.360 0.360 -0.443510 1.56 0.110 0.332 0.064 0.064 -1.193811 1.72 0.060 0.245 0.141 0.141 -0.850212 1.67 0.010 0.100 0.008 0.008 -2.1203Tabla 14. Valores de la constante absoluta de las diferentes corridas, a distintos valores constantes

    de pH y diferentes valores decrecientes de fuerza inica.

    y = 0.0758x + 1128.2R = 0.9933

    1125.00

    1130.00

    1135.00

    1140.00

    1145.00

    1150.00

    1155.00

    1160.00

    1165.00

    1170.00

    0 200 400 600

    1 / C

    ( M - 1

    )

    Tiempo (s)

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    18/21

    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Grfico 14. Logaritmo de laconstante absoluta en funcin de

    la raiz cuadrada de la fuerzainica. Efecto de la fuerza inica aun pH= 3.175.

    Grfico 15. Logaritmo de laconstante absoluta en funcinde la raiz cuadrada de la fuerzainica. Efecto de la fuerza inicaa un pH= 1.375.

    Grfico 16. Logaritmo de laconstante absoluta en funcinde la raiz cuadrada de la fuerzainica. Efecto de la fuerza inicaa un pH= 1.537.

    y = -0.199x + 1.0381R = 0.0607

    0.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000

    1.00001.10001.2000

    0.300 0.350 0.400 0.450 0.500 0.550

    L o g K

    I1/2

    y = 0.2765x - 0.4647R = 0.231

    -1.0000-0.9000

    -0.8000-0.7000-0.6000-0.5000-0.4000-0.3000-0.2000-0.10000.0000

    0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 0.500

    L o g K

    I1/2

    y = 4.9095x - 2.4733R = 0.7899

    -3.0000

    -2.5000

    -2.0000

    -1.5000

    -1.0000

    -0.5000

    0.00000.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500

    L o g K

    I1/2

    LogKo= ordenada al origen=-2.4733 M-

    Ko=10-2.4733=3.363x10-3

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    c) Influencia del pH

    Corrida I Iprom pH Kps (M-1s-1) Kn LogKn4 0.1000

    0.10003.7 8.934 8.934 0.9511

    7 0.1050 2.3 0.493 0.493 -0.307010 0.1100 2.0 0.064 0.064 -1.19383 0.1500

    0.15503.7 10.812 10.812 1.0339

    6 0.1550 2.3 0.435 0.435 -0.36169 0.1600 2.0 0.360 0.360 -0.4434

    Tabla 15. Valores de la constante absoluta de las diferentes corridas, a distintos valores constantesde fuerza inica y diferentes valores decrecientes de pH.

    Grfico 17. Logaritmo de laconstante absoluta en funcin delpH. Efecto del pH a una fuerzainica promedio de 0.1000 M.

    Grfico 18. Logaritmo de laconstante absoluta en funcin delpH. Efecto del pH a una fuerzainica promedio de 0.1550 M.

    y = 1.1716x - 3.2963R = 0.9368

    -1.5

    -1

    -0.5

    0

    0.5

    1

    1.5

    1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 L o g K

    pH

    y = 0.9258x - 2.3837R = 0.9855

    -0.8-0.6-0.4-0.2

    0

    0.20.40.60.8

    11.2

    1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

    L o g K

    pH

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    - Calculo de la constante cataltica

    En este caso, el grfico que presenta el mejor coeficiente de correlacin, es decir, el que mejor seajusta al modelo, es el grfico 18, del cual se toma el valor de la ordenada al origen.

    Log KH+=ordenda al origen= -2.3837KH+= 10-2.3837= 4.169x10-3 M-1s-1

    DISCUSIN Y ANLISIS DE RESULTADOS El objetivo principal es observar como afectan a la rapidez de reaccin factores que se encuentranen el ambiente, por ejemplo el pH afecta la disociacin de la Vit C ya que a pH acidos la vitamina Cse encuentra totalmente protonado lo cual no favorece la forma reactiva del antioxidante y no lees posible donar los electrones para la reduccin del Ferricianato, en nuestro modelo el HNO 3 quees un cido fuerte acidifica el medio y desfavorece la reaccin, al compara las valores de Kn en elTabla 14 se observa que a valores de pH bajos la Kn disminuye y al tener valores de pH mas altos lakn aumenta lo que concuerda con lo anterior, ademas de eso en los graficos 17 y 18correspondeinets al efecto del pH se observa una pendiente positiva lo cual nos indica una catalisisbasica lo que quiere decir que al umenta el pH la rapidez de reaccin se vera favorecida.Otro factor que afecta la reaccin y que es motivo de estudio es la Fuerza Ionica, existen en lareaccin dos especies el NaCl y HNO3 que al ser una sal y un cido fuerte respectivamente sedisocian completamente y modifican la fuerza ionica del medio de reaccin. En la tabla 15 seobserva que cuando la I es grande la Kn es mayor en comparcin cuando la I es pequea.Tomando el grfico que presenta el mejor coeficiente de correlacin (grfico 16) , es decir, el quemejor se ajusta al modelo, se observa que la pendiente es positiva, lo que significa que la rapidezde reaccin aumenta, al incremetar el valor de la fuerza inica. Esto tambin muestra que elproducto de la carga de los reactivos ZAZB es positiva, por lo tanto, los reactivos presentan elmismo signo (+)(+) o (-)(-).

    CONCLUSIONESLas observaciones en este experimento indican que la rapidez de la reaccin de oxidacin de Vit Ccon ferricianarto de potasio, se ve favorecida a pH basicos y al aumentar las fuerza ionica en elmedio de reaccin a la temperatura de trabajo. Lo podemos cocluir ya que se aplico la teoria delefecto salino primario y se midio el efecto del pH a diferentes concentraciones de HNO 3 , con eltrabajo experimental realizado podemos concluir que el producto de las cargas de las especiesreactivas es positiva ya que en el grafico 16 la pendiente de la grafica es positiva, la constantecatalitica es de 4.169x10-3 M-1s-1 , el efecto salino es primario pues involucra una sal fuerte el NaCl.

    BIBLIOGRAFA

  • 8/14/2019 Prctica 2. Estudio cintico efecto de la fuerza inica y el pH

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    LABORATORIO DE FISICOQUMICA FARMACUTICA.TEMA NO. 1 CINTICA QUMICA,ESTUDIO CINTICO 2REACCIN DE OXIDACIN DEL CIDO ASCRBICO CON FERRICIANURO DE POTASIO. Efecto idel pH sobre la rapidez de reaccin.

    Raymond CHANG.Fisicoqumica, Capitulo 12.Cinetica qumica pginas 483-484, 909-912.

    Castellan. Fisicoqumica, captulo 32.20, PG. 877-884