Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Per, Decana de Amrica)FACULTAD QUMICA E INGENIERIA QUMICA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA QUMICA

Curso: LABORATORIO DE QUMICA GENERAL

Prctica N7Docente: Manuel Bejar RamosIntegrantes:Aula: 8:00 12:00 amFecha de entrega: 02 de Junio del 2015

Semestre Acadmico: 2015-I

Ciudad Universitaria, de mayo del 2015INTRODUCCIONEn el presente informe el tema en que se baso sobre la velocidad de reacciones qumicas, gran parte del estudio de las reacciones qumicas se ocupa de la formacin de nuevas sustancias a partir de un conjunto dado de reactivos. Por lo tanto, es necesario entender la rapidez con que pueden ocurrir las reacciones qumicas. Experimentalmente se podr determinar cuantitativamente la velocidad de una reaccin qumica, el orden de una reaccin, del mismo modo se podr saber si una reaccin es de primer, segundo o tercer orden con solo graficar correctamente de acuerdo a las concentraciones halladas experimentalmente enel laboratorio.

Los objetivos de esta prctica fue determinar el orden de una reaccin ,graficar la velocidad inicial y la velocidad instantnea, determinar la velocidad de una reaccin qumica, tambin el emplear el mtodo volumtrico para determinar la variacin de la concentracin en funcin del tiempo.PRINCIPIOS TEORICOS:

Lavelocidad de reaccinse define como la cantidad de sustancia que reacciona por unidad de tiempo. Por ejemplo, laoxidacindel hierro bajo condiciones atmosfricas es una reaccin lenta que puede tomar muchos aos,[pero la combustin del butano en un fuego es una reaccin que sucede en fracciones de segundo.Se define la velocidad de una reaccin qumica 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 reaccin no es constante. Al principio, cuando la concentracin de reactivos es mayor, tambin es mayor la probabilidad de que se den choques entre las molculas de reactivo, y la velocidad es mayor. A medida que la reaccin avanza, al ir disminuyendo la concentracin de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de la reaccin. La medida de la velocidad de reaccin implica la medida de la concentracin de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reaccin 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 reaccin se mide en unidades de concentracin/tiempo, esto es, en moles/s.La teora de colisionesLa teora de colisiones, propuesta hacia 1920 por Gilbert N. Lewis (1875-1946) y otros qumicos, afirma que para que ocurra un cambio qumico es necesario que las molculas de la sustancia o sustancias iniciales entren en contacto mediante una colisin o choque.Pero no todos los choques son iguales. El choque que provoca la reaccin se denominachoque eficazy debe cumplir estos dos requisitos: Que el choque genere la suficiente energa para romper los enlaces entre los tomos. Que el choque se realice con la orientacin adecuada para formar la nueva molcula.Los choques que no cumplen estas condiciones y, por tanto, no dan lugar a la reaccin, se denominan choques ineficaces.A veces, el paso de reactivo a producto se realiza mediante la formacin de un compuesto intermedio o complejo activadoque se transformar posteriormente en los productos.Laenerga de activacin( ) enqumicaes laenergaque necesita unsistemaantes de poder iniciar un determinado proceso. La energa de activacin suele utilizarse para denominar la energa mnima necesaria para que se produzca unareaccin qumicadada. Para que ocurra una reaccin entre dos molculas, stas deben colisionar en la orientacin correcta y poseer una cantidad de energa mnima.Factores que afectan a la velocidad de una reaccin qumicaDe qu depende que una reaccin sea rpida o lenta? Cmo se puede modificar la velocidad de una reaccin? Una reaccin qumica se produce mediante colisiones eficaces entre las partculas de los reactivos, por tanto, es fcil deducir que aquellas situaciones o factores que aumenten el nmero de estas colisiones implicarn una mayor velocidad de reaccin. Veamos algunos de estos factores.TemperaturaAl aumentar la temperatura, tambin lo hace la velocidad a la que se mueven las partculas y, por tanto, aumentar el nmero de colisiones y la violencia de estas. El resultado es una mayor velocidad en la reaccin. Se dice, de manera aproximada, que por cada 10 C de aumento en la temperatura, la velocidad se duplica.Esto explica por qu para evitar la putrefaccin de los alimentos los metemos en la nevera o en el congelador. Por el contrario, si queremos cocinarlos, los introducimos en el horno o en una cazuela puesta al fuego.Catalizadores.

Un catalizador, es una sustancia que aumenta la velocidad de una reaccin qumica, participando en la misma reaccin pero sin consumirse, por lo tanto, la cantidad de catalizadores que hay, es mnima, tanto al principio, como al final del proceso. Los catalizadores no afectan al estado del equilibrio de un sistema qumica, pues nicamente aumenta la velocidad con la que se llega al estado de equilibrio. Por otro lado, los catalizadores son especficos de cada reaccin, es decir, que un mismo catalizador no puede causar el mismo efecto para todo tipo de reacciones.ConcentracinDentro de una reaccin qumica, sucede que al aumentar la concentracin de uno de los reactivos, se multiplica la velocidad de reaccin, veamos:Para saber en qu medida se multiplica la velocidad de reaccin, se debe determinar de una manera cuantitativa la forma en que la concentracin de los reactivos influye en la velocidad de formacin de los productos, en necesario aplicar la ley de accin de masas.Naturaleza qumica de los reactivos que intervienen en la reaccinDependiendo del tipo de reactivo que intervenga, una determinada reaccin tendr una energa de activacin: Muy alta, y entonces ser muy lenta. Muy baja, y entonces ser muy rpida.As, por ejemplo, si tomamos como referencia la oxidacin de los metales, la oxidacin del sodio es muy rpida, la de la plata es muy lenta y la velocidad de la oxidacin del hierro es intermedia entre las dos anteriores.

Materiales y Reactivos:

Materiales

Vaso de precipitado de 100mL (1)

Bureta de 50mL (1)

Matraz erlenmeyer de 250mL (2)

Pipeta de 2mL (1) y de 5mL (1) Probeta de 50mL (1) Soporte universal

Pinzas para bureta

Cronmetro

BaguetaReactivos

Solucin A: 2HCrO4 +HCl (K2Cr2O7 0.0037M en HCl 3.5 M) Solucin B: KI al 3%

Solucin C: Na2S2O3 0.022M

Alcohol etlico

Solucin de almidn

Procedimiento experimental:1) Determinacin de [ HCrO4]O Se ech en la bureta la solucin C y se enras en 50mL. Se coloc en el matraz erlenmeyer 5mL de solucin A y enseguida se adicion2mL de solucin B. Se agreg tambin el indicador de almidn el cual revelar la presencia de yodo. Se titul hasta cambio de coloracin de azul oscuro a verde claro

Se anoto el volumen gastado de Na2S2O3 en la tabla N1.2) Determinacin de[ HCrO4]

Dentro del erlenmeyer se colocaron 50mL de solucin A y se adiciono 1mL de etanol, a partir de ese momento se contabiliz el tiempo de reaccin Transcurridos 10 minutos se trasvas una alcuota de 5mL de la mezcla a otro erlenmeyer, luego se adicion 20 ml de H2O y despus 2mL de de solucin B.

Antes de realizar la titulacin con la solucin C, se agreg 10 gotas de solucin de almidn,para observar el viraje de color de azul a verde.

Se anot el volumen gastado de solucin C en la tabla N1 repetir las mediciones cada 10 minutos hasta completar la tabla.Tiempo (min)Solucin C (ml)[] (M)

05,47,92x10-3

104,36,31x10-3

203,24,70x10-3

302,53,66x10-3

4022,94x10-3

501,62,34x10-3

601,31,91x10-3

CLCULOS:

1. Tabular los resultados y hacer los clculos de []0 y []

Clculos:

n = 5,4x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 0,0396 mol M = 3,96x10-5 = 7,92x10-3 5x10-3 n = 4,3x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 3,15x10-5 mol M = 3,15x10-5 = 6,31x10-3 5x10-3 n = 3,2x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 2,35x10-5 mol M = 2,35x10-5 = 4,70x10-3 5x10-3 n = 2,5x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 1,83x10-5 mol M = 1,83x10-5 = 3,66x10-3 5x10-3 n = 2x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 1,47x10-5 mol M = 1,47x10-5 = 2,94x10-3 5x10-3 n = 1,6x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 1,17x10-5 mol M = 1,17x10-5 = 2,34x10-3 5x10-3 n = 1,3x10-3 L x 0,022 mol NaS2O3 x 1 mol I2 x 2 mol L 2 mol NaS2O3 3 mol I2 n = 9,53x10-6 mol M = 9,53x10-6= 1,91 x10-3 5x10-3Tiempo (min)Solucin C (ml)[] (M)

05,47,92x10-3

104,36,31x10-3

203,24,70x10-3

302,53,66x10-3

4022,94x10-3

501,62,34x10-3

601,31,91x10-3

2. Graficar en funcin del tiempo (GRFICO EN PEPEL MILIMETRADO). Determinar la velocidad inicial y sus velocidades instantneas:

Tiempo (min)Velocidades:

03,13x10-6

102,49x10-6

201,86x10-6

301,45x10-6

401,16x10-6

509,24x10-7

607,54x10-7

3. Determinar grficamente si la reaccin es de 1er o 2do orden. (GRFICO EN PAPEL MILIMETRADO).

Ver grfico ms adelante, se ve claramente que es de 1er orden.Tiempo (min)Ln[ ]

0-4,838

10-5,066

20-5,360

30-5,610

40-5,829

50-6,058

60-6,261

4. Determine la constante de velocidad k, para la reaccin y tambin escriba la ley de la velocidad:

PENDIENTE = = = -3,95X10-4

PENDIENTE = -K

K= 3,95x10-4 s-1 V =K []y V = 3,95x10-4 x []1

V promedio= (1,91x10-3 -7,92x10-3) = 1,91x10-3M/s 3600CUESTIONARIO:

1. Escriba las tres reacciones en las que se fundamenta la experiencia:

2. Explique de manera breve, cul es la funcin del y porque su concentracin debe ser lo exacta posible:El es la solucin patrn o estndar que es la disolucin de una sustancia utilizada como referencia al momento de hacer una valoracin o estandarizacin.

Y tiene como propiedad tener composicin conocida. Es decir, se ha de conocer la estructura y elementos que lo componen, lo cual servir para hacer los clculos estequiomtricos respectivos.

3. Uno de los factores que aumenta la velocidad de reaccin es la temperatura. Explique, de manera sencilla, como se podra demostrar este efecto en la experiencia de laboratorio:

Con la depende de la temperatura esto se puede ver en la Ecuacin de Arrhenius K=Ae^{(-Ea/RT)} donde K es la constante de la rapidez.

Por norma general, la rapidez de reaccin aumenta con la temperatura porque al aumentarla incrementa la energa cintica de las molculas. Con mayor energa cintica, las molculas se mueven ms rpido y chocan con ms frecuencia y con ms energa.

4. Experimentalmente, en la descomposicin del cido 2,3-dibromobutanodioico (COO-CHBr-CHBr-COOH, PF= 276) se encontraron los siguientes datos:

Tiempo(min)01020304050

g de Ac.residual5,113,772,742,021,481,08

Encontrar la ecuacin cintica y el valor de k (constante cintica):

Tiempo(min)[ ] (M)Ln[ ]

01,85x10-2-3,99

101,37x10-2-4,29

209,93x10-3-4,61

307,32x10-3-4,92

405,36x10-3-5,23

503,91x10-3-5,54

K= -5,54 (-3,99) = -1,55 = 5,17x10-4 3000 0 3000 V= 5,17X10-4[COO-CHBr-COOH]1

5. En la descomposicin del NO2 a 383C se encontraron los siguientes datos:

Tiempo(s)051015

[NO2]0,100,0170,0090,0062

Demuestre que la descomposicin del NO2 obedece a una reaccin de segundo orden:

Tiempo(s)1/[NO2 ]

010

558.8

10111,1

15161,3

Demostrado que la reaccin de descomposicin de NO2 es de 2do orden.

Conclusin

Recomendaciones

Verificar antes del procedimiento que todos los materiales estn en perfectas condiciones y en las concentraciones de molaridad que indican la gua de trabajo.

Realizar cuidadosamente las experiencias para que de este modo no se presenten dificultades referentes a los valores obtenidos comprobados con los valores tericos.

Anotar todos los cambios vistos en los experimentos ya sean volmenes, temperaturas, etc. El uso de guantesBibliografa: Qumica- Raymond Chang

Qumica ciencia central- Theodore L. Brown

Qumica-Problemas resueltos-Jerome Rusemberg

https://www.google.com.pe/search?q=grafica+de+velocidad+de+reaccion&biw=1366&bih=643&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=MDFpVf7pC8mrNvaygogL&ved=0CBoQsAQ#tbm=isch&q=grafica+de+velocidad+de+reaccion+para+hallar+su+orden&imgrc=xdHSZsi4lB5KEM%253A%3BmPXfiTEmD1B4CM%3Bhttp%253A%252F%252Fcorinto.pucp.edu.pe%252Fquimicageneral%252Fsites%252Fcorinto.pucp.edu.pe.quimicageneral%252Ffiles%252Fimages%252Funidad2%252Forden%2525201.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fcorinto.pucp.edu.pe%252Fquimicageneral%252Fcontenido%252F25-calculo-de-concentraciones-en-el-tiempo.html%3B785%3B521 http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2013/06/leyes-de-velocidad-de-reaccion.html http://quimica-experimental.blogspot.com/2013/05/practica-20-reacciones-de-oxido.html http://quimica-experimental.blogspot.com/2013/05/practica-20-reacciones-de-oxido.html https://www.youtube.com/watch?v=3Nz3cQ-QzKk http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n http://montenegroripoll.com/Quimica2/Tema5/Factores.htm http://www.uam.es/docencia/reyero00/docs/velocidad_de_reaccion2.pdf http://www.natureduca.com/quim_velequi_fatrea01.php http://cienciasenbachillerato.blogspot.com/2011/05/velocidad-de-reaccion-y-equilibrio.html