Objetivos:El alumno observara el efecto que tiene sobre la velocidad de reaccin, cada uno de los siguientes factores: superficie de contacto, concentracin y temperatura.El alumno explicara el efecto que produce la presencia de un catalizador en una reaccin qumica.El alumno determinara el valor de la energa de activacin.Introduccin:La cinetica qumica tiene por objetivo el estudio de la velociudad con que transcurren los procesos qumicos asi como la influencia que sobre ella ejercen diversos factores tales como tempreratura,catalizadores,concentracin, etc.En la mayora de los casos interesa acaelerar las reacciones qumicas, como ocurre en la fabricacin industrial de productos, o en la curacin de una herida o un enfermedad.En el caso de reacciones competitivas , es decir , cuando al mezclar dos sustancias son posibles vaias reacciones, la reaccin predominante es la mas rpida.asi, por ejemplo, el alcohol etlico puede deshidratarse originando o etileno o ter etlico. A temperatura elevada se obtiene sobre todo el primero, por que la velocidad de reaccin es mas rpida. Al enfriar ocurre lo contrario. Por todo esto , es muy importante conocer como ocurren las reacciones qumicas y los factores que afectan a la velocidad de reaccin. La parte de la qumica que estudia estas cuestiones se llama cinetica qumica o cinetoquimica.Velocidad de reaccin:En una reaccin qumica, los reactivos se van transformando en productos , con el transcurso del tiempo. Cmo se mide la rapidez de esta transformacion?para ello e utiliza el termino de velocidad de reaccin cuyo significado es anlogo al del otro tipo de velocidad.La velocidad de reaccin representa la cantidad de uno de lo reactivos que desaparecen por unidad de tiempo, o bien la cantidad de uno de los productos que se forman por unidad de tiempo. En lugar de cantidad de sustancia (en moles), se utilizan casi siempre concentraciones, expresada normalmente en mol/litro. Como unidad de tiempo se emplea generalmente el segundo . por tanto la velocidad de reaccin se expresa normalmente en mol/L s.Teora de las colociones:Cuando una reaccin qumica tiene lugar espontanemanete nos indica que los productos de la reaccin tiene un contenido en energa menor que los reactivos y un mayor desorden.Cualquier reaccin qumica supone la destruccin de unos reactivos y la aparicin de unos productos de reaccin , lo cual exige una redistribucin de los atomos que intervienen en el proceso.La teora de las colisiones establecida por Lewis en 1918 intenta explicar este proceso de reordenacin de los atomos al producirse una reaccin qumica y poder justificar la acion de los diversos factores que afectan a la velocidad de reaccin.Segn esta teora, cuando se tienen varios reactiuvos en un recipiente , estos , en su continuo y desordenado movimiento debido a la agitacin trmica, chocan unos contra otros y es en ese momento de contacto cuando tiene lugar la reaccin, aunque no siempre estos choques ( colisiones) sern eficaces.La eficacia de los choques depende de la orientacin de las molculas en el momento del choque , ya que en ocasiones los choques pueden regenerar las molecualas de los mismos reactivos.tambien depende de la velocidad de las molculas al chocar ya que esta debe ser lo suficientemente grande para que tengan la energa suficiente para romper los enlaces que unen sus atomos y puedan formar las molculas de los productos de la reaccin.Factores que influyen en la velocidad de reaccin:hay otros factores que tambin influyen en la velocidad de una reaccin y todos ellos quedan reflejados en el valor de la constante cintica. A continuacin pasamos a detallar las ms relevantes:De la naturaleza qumica del proceso: Es, despus de la concentracin, el factor que ms influye a la velocidad de la reaccin. Normalmente, aquellas reacciones que no implican una reestructuracin de los enlaces suelen ser ms rpidas, mientras que las que requieren la ruptura y/o formacin de nuevos enlaces suelen ser ms lentas, especialmente si hay enlaces covalentes mltiples que romper, por ejemplo:Ba+2 (ac) + CrO4-2 (ac) BaCrO4 (s)es una reaccin rpida ya que no requiere ninguna ruptura ni formacin de nuevos enlaces, simplemente tiene lugar una atraccin electrosttica entre iones para formar un cristal inico de cromato de bario, mientras que la reaccin:HC CH (g) + 2 H2 (g) CH3 CH3 (g)es muy lenta porque en su mecanismo de reaccin, hay etapas en las que se tiene que romper un triple enlace C C y 2 enlaces H H , a la vez que se tienen que formar 4 enlaces C H.Del estado fsico de los reactivos: En la medida en que los reactivos estn en estados fsicos que favorezcan su mezcla, la velocidad de reaccin ser mayor. Suelen ser ms rpidas aquellas reacciones en las que los reactivos son gases, las que los reactivos estn disueltos suelen tener velocidades moderadas mientras que si interviene un slido la velocidad suele disminuir bastante, por eso, es importante que los slidos estn lo ms triturados o pulverizados posible, con la finalidad de aumentar la superficie de contacto entre las sustancias reaccionantes.De la temperatura: Salvo raras excepciones, la velocidad de una reaccin aumenta bastante cuando subimos la temperatura, debido a que aumentamos la energa cintica de las especies que reaccionan y por lo tanto la frecuencia de colisiones entre ellas para poder interactuar.

En 1889, Svante August. Arrhenius demostr que la constante cintica tiene una dependencia exponencial con la Temperatura, de acuerdo con la expresin:

donde A es constante para cada reaccin qumica, R la constante de los gases perfectos, T la temperatura en la escala Kelvin (absoluta) y Ea es la llamada energa de activacin que es la energa mnima que deben tener las sustancias reaccionantes que chocan, para que su interaccin sea eficaz y haya reaccin.De la presencia de catalizadores e inhibidores: Un catalizador es una sustancia que se caracteriza por aumentar la velocidad de la reaccin y recuperarse al final del proceso sin haber sufrido ningn cambio qumico, por lo que nunca aparecer en la ecuacin global de la reaccin aunque si en alguna o varias de las etapas elementales del mecanismo de la reaccin.Los inhibidores son, por el contrario, sustancias que disminuyen la velocidad de la reaccin. Los inhibidores suelen actuar en las primeras etapas del mecanismo de la reaccin bloqueando algunos intermedios de la reaccin lo que hace que el proceso no pueda avanzar con la velocidad habitual.

Material y Equipo2 tubos de ensayo de 16 x 150 Mm.1 gradilla de madera1 probeta de 50 mL1 vaso de precipitados de 500 mL4 vasos de precipitados de 100 mL1 soporte universal1 tela de alambre con asbesto1 mechero de bunsen2 pinzas para tubo de ensayo1 termmetro1 pipeta graduada de 10 mL3 buretas de 25 mL en un soporte1 cronometro1 mortero con pistilo1 agitador de vidrioReactivos0.02M de KIO30.017M de KIO30.013M de KIO30.01M de KIO30.005M de KIO30.25M de H2SO40.0025M de KMnO40.0025M de C2H4O20.045M de MnSO40.01M de NaHSO3al 1% peso de almidnagua destilada3 tabletas efervescentes Desarrollo ExperimentalExperimento No. 1 Superficie de contacto:1)Numere tres vasos de precipitados de 100 mL cada uno.2)Agregue 50 mL de agua destilada en cada uno de ellos.3)Adicione al vaso No. 1, una tableta efervescente entera y anote en latabla No. 1, el tiempo que tarda en disolverse.4)Fraccione otra tableta en dos partes, agregue los pedazos (en elmismo momento), al vaso No. 2 y tome el tiempo que tardan endisolverse.5)Triture la tercera tableta, adicione el polvo al vaso No. 3 y registreel tiempo que tarda en disolverse.Experimento No. 2 Efecto de la concentracin.Para investigar el efecto que produce el cambio de concentracin de unode los reactivos sobre la velocidad de reaccin, se emplearn soluciones de yodato de potasio(KIO3)a diferentes concentraciones, manteniendoconstante la concentracin de bisulfito de sodio( NaHSO3), a temperaturaambiente.1)Coloque un vaso de precipitados sobre una hoja de papel blanco.2)Mida con una probeta, 10 mL de la solucin de yodato de potasio( KIO3)de la concentracin que le haya sido asignada.3)Agregue este volumen de solucin de KIO3 al vaso.4)Mida con una pipeta, de 1 mL de solucin al 1% de almidn y adicineloal vaso.5)Enjuague con agua destilada la probeta que utilizo anteriormente ymida 10 mL de solucin de bisulfito de sodio (NaHSO3) 0.01 M.6)Adicione la solucin de NaHSO3 al vaso, simultneamente ponga enmarcha el cronmetro y agite continuamente.7)Registre en la tabla No. 2 el tiempo que tarda en aparecer unacoloracin azul, lo cual indica la formacin de yodo.Reaccin:2 KIO3 +5NaHSO3 2KHSO4+NaHSO4+2Na2SO4+H2O+I2Experimento No. 3 Efecto de la temperatura Para observar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reaccinse empleara la solucin de permanganato de potasio (KMnO4), la de cidooxlico (C2H2O4) y la de cido sulfrico (H2SO4).1)Utilice el vaso de 500 mL como bao Maria, con 400 mL de agua de lallave a la temperatura que le haya sido asignada para efectuar elexperimento.2)Numere dos tubos de ensayo3)Adicione al tubo No.1, 2 mL de solucin 0.0025M de KMnO4 y 1 mL desolucin 0.25M de H2SO44)Agregue en ele tubo No. 2, 9 mL de solucin 0.0025M de C2H2O4 5)Introduzca los dos tubos al bao por espacio de tres minutos6)Vierta rpidamente pero con precaucin, el cido oxlico en el tubo No. 1que contiene la solucin de permanganato de potasio. Al mismo tiempoponga en marcha el cronometro.7)Deje el tubo con la mezcla de reaccin dentro delbao y agite su contenido con la varilla de vidriohasta que la coloracin violeta desaparezca (terminode reaccin).8)Anote en la tabla No. 3 el tiempo que tarda enefectuarse la reaccinReaccin : 2KMnO4+ 3H2SO4+ 5C2H2O410C2+ K2SO4+ 2MnSO4+ 8H2OExperimento No. 4 Efecto del catalizador1)Repita el procedimiento anterior a 30C y una vez preparada la mezclade reaccin, agregue cinco gotas de solucin 0.045M de sulfato demanganeso.2)Agite con la varilla3)Anote en la tabla No. 4 el tiempo que tarda en desaparecer la coloracin

Cuestionario 1.- Cual es la relacin entre variacin de la superficie de contacto y el tiempode reaccin?La relacin que existe entre la variacin de la superficie de contacto y eltiempo de reaccin es cuando hay una rea ms grande de trabajo (volumen) lareaccin se hace ms rpido, de los contrario cuando existe menos reas, lareaccin es ms lenta, ya que el tiempo de reaccin transcurrido se mide desdeel inicio de una reaccin hasta la terminacin de la misma.2.- Qu diferencia hay entre velocidad de reaccin y tiempo de reaccin?La velocidad de reaccin es en la que se calcula la variacin de unaconcentracin (numero de moles de una sustancia consumida) con respecto altiempo (medida en que transcurre la reaccin).3.- Con los datos experimentales anotados en la tabla numero 2 represente enuna grafica, la variacin de la concentracin con respecto al tiempo

4.- Calcule la velocidad media de la reaccin llevada acabo en el experimentonmero 2. Que significado tiene el signo negativo que se antepone al calculo?Con el clculo de la velocidad media obtenido tenemos lo siguiente: 0.02 - 0.0149.67 s 98 s -sEl signo negativo nos indica que existen reactivos que desaparecen5.- Explique con base en lo que establece la teora de las colisiones, cual es elefecto que se produce al aumentar la concentracin y la temperatura en unareaccin qumica.La teora de las colisiones establece que las reacciones se producen porchoquen entre las molculas y si no de estos choques van acompaado de unasienta cantidad de energa llamada energa de activacin se favorecer elinicio de una reaccin y as la formacin de productos. - 2.069108 x 10-4

De acuerdo con esta teora, las molculas de los reactivos chocan entre si, porlo que si un reactivo A se encuentra en medio en el que su concentracin molares baja, la probabilidad de encuentro o choque entre las molculas ser bajapero si la concentracin es alta, la probabilidad de choque entre la molculas,en mayor y de esta manera se favorece la velocidad de reaccinA productosA menor concentracin, menor velocidad de reaccin y mayor tiempo dereaccin, a mayor concentracin, mayor velocidad de reaccin y menor tiempode reaccin.Con respecto a la temperatura; a menor temperatura menor velocidad dereaccin y mayor tiempo de reaccin. A mayor temperatura, mayor velocidadde reaccin y menor tiempo de reaccin.6.- Construya en papel milimtrico, la grafica de ln (eje Y) vs. 1/T (eje X),donde este en segundos y T en unidades Kelvin.Nota: La grafica debe ajustarse por algn procedimiento matemtico,considerando solo aquellos puntos que sigan la tendencia general del fenmenoen estudio.El ajuste se hace por medio de la transformacin siguiente:T= 1/T (enoK) y = ln (en Segundos) como se muestra a continuacinExperimentoT (C)T (K)Transformada 1/T (K)Tiempo de reaccin(s)Ln (s)2303030.003300630.976.447263403130.003195117.54.766434503230.00309655.14.009155603330.00300342.83.75654A partir de estos datos obtenemos la siguiente grafica

( )8144,2411===T m InC T R Ea Inbmx y ln t VS 10.00330.00310.00300.00300,0001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0000,00000,00050,00100,00150,00200,00250,00300,00350,00400,00451/ l n tln t V S7.- Calcule el valor de la energa de activacin (Ea) para la reaccin llevadaacabo en el experimento nmero 3. Exprese el resultado en KJ/mol.Del experimento 3 obtuvimos lo siguiente despus de haber hecho unatransformacin y comparndolo con la ecuacin de la lnea recta obtuvimos7.- Calcule el valor de la energa de activacin (Ea) para la reaccin llevadaacabo en el experimento nmero 3. Exprese el resultado en KJ/mol.Del experimento 3 obtuvimos lo siguiente despus de haber hecho unatransformacin y comparndolo con la ecuacin de la lnea recta obtuvimosb = 23.5899m = 8999.44821R = 8.314 J/molKEa = (8999.44821) (8.314) 74821.41242 J/mol = 74.82141242 KJ/ mol8.- Establezca la ecuacin que relacione el tiempo de reaccin con latemperatura y calcule el tiempo que tardara en llevarse acabo esta reaccin a25C.

Con T = 25oC = 298oK 30.19 23.5899 = e6.6001 = 735.16 s 9.- Que funcin desempea un catalizador? Explique en trminos de su accinsobre la energa de activacin.Un catalizador es una sustancia que acelera inhibe la velocidad de una reaccinqumica, sin llegar a ser producto. Un catalizador positivo aumenta la velocidadde reaccin, mientras que un catalizador negativo disminuye la velocidad dereaccin.Los catalizadores son sustancias que modifican la velocidad de una reaccin, sinsufrir cambio alguno en su composicin o en su peso.El catalizador modifica la energa de activacin ya sea por la formacin decomplejos inestables o proporcionando una superficie de absorcin.10.- Que importancia tiene desde un punto de vista industrial, en conocer losfactores y como modifican la velocidad de un proceso de transformacinqumica?Tiene muchsima importancia puesto que al reducir el tiempo de la velocidad enun proceso de transformacin qumica va existir ms produccin y por lo tantova a ver ms ganancias y la industria crecera, de lo contrario si la velocidad enel proceso es lenta la produccin bajara y perdera la empresa.74821.41242 18.314 -23.5899ln =ln =

Se requiere del conocimiento de las condiciones en las cuales se alcanzanvelocidades con aplicacin comercial, lo cual implica el diseo del equipo, eltiempo de residencia y la economa misma del proceso.Conclusiones En esta prctica pudimos observar que en una reaccin qumica existendiferentes factores que influyen en la velocidad de las reacciones como son lasuperficie que tiene cada componente que reacciona, la concentracin en la quese tiene cada sustancia, y la temperatura a la que se lleva a cabo la reaccin.Con lo que respecta a la primera condicin la de la superficie de contactollegamos a la conclusin de que mientras ms amplia sea la superficie msrpida ser la reaccin. Ya que cuando fue la reaccin e polvo la reaccin fuems rpida ya que mientras caa cada partcula reaccionaba y no como con latableta ya que se iba llevando a cabo la reaccin de afuera hacia adentro.En lo que respecta a la concentracin a mayor concentracin de la mismamanera la reaccin ser ms rpida por lo que la velocidad aumentara.Ahora la temperatura tambin afecta a temperaturas ms altas las reaccionesse llevaran a cabo ms rpidamente. Y a una temperatura baja el tiempo dereaccin aumentara.Por otro lado nos es posible aumentar la velocidad de una reaccin que selleva a cabo a temperatura ambiente por la accin de un catalizador por lo queel tiempo de esta disminuye.Bibliografa http://www.fisicanet.com.ar/quimica/cinetica_quimica/ap01_cinetica_quimicahttp://www.fisicanet.com.ar/quimica/q1_cineica_quimica.phphttp://www.hiru.com/es/kimika/kimika_01500.html EBBING, Darrell D. - Qumica general - Editorial McGrawHill - 5 ed. Mexico1997. Pg. 258