Reporte Prctica No. 2Efecto de la temperatura sobre la rpidez de reaccin

INTRODUCCION.

La rapidez de las reacciones se ve afectada por diversos factores, entre ellos: la temperatura, pH, catalizadores, fuerza inica, etc. Generalmente, al llevar a cabo una reaccin a una temperatura ms alta provee ms energa al sistema, por lo que se incrementa la velocidad de reaccin al ocasionar que haya ms colisiones entre partculas, como lo explica la teora de colisiones. Sin embargo, la principal razn porque un aumento de temperatura aumenta la velocidad de reaccin, es que hay un mayor nmero de partculas en colisin que tienen la energa de activacin necesaria para que suceda la reaccin, resultando en ms colisiones exitosas. La influencia de la temperatura est descrita por la ecuacin de Arrhenius. Como una regla de cajn, las velocidades de reaccin para muchas reacciones se duplican por cada aumento de 10 C en la temperatura, aunque el efecto de la temperatura puede ser mucho mayor o mucho menor que esto. Por ejemplo, el carbn arde en un lugar en presencia de oxgeno, pero no lo hace cuando es almacenado a temperatura ambiente. La reaccin es espontnea a temperaturas altas y bajas, pero a temperatura ambiente la velocidad de reaccin es tan baja que es despreciable. El aumento de temperatura, que puede ser creado por una cerilla, permite que la reaccin inicie y se caliente a s misma, debido a que es exotrmica. Esto es vlido para muchos otros combustibles, como el metano, butano, hidrgeno, etc. La velocidad de la mayora de reacciones es muy sensible a la temperatura, observndose experimentalmente que dicha velocidad aumenta con la temperatura. Esta dependencia se ve ligada a la constante de velocidad. Una de las ecuaciones ms representativas de la variacin de dicha constante con la temperatura, es la ecuacin cintica emprica de Arrhenius, formulada por l en 1889:

k = Ae-Ea/RT

La ecuacin de Arrhenius lnealizada se representa como: El parmetro A, dado por la ordenada a origen, en 1/T=0, es el factor pre-exponencial o factor de frecuencia. El parmetro A no es adimensional. Tiene las mismas dimensiones de la constante de velocidad. Por tanto, sus dimensiones varan con el orden de reaccin. Ms all que depende ligeramente de la temperatura, este efecto puede ser despreciado para pequeos intervalos de temperatura. El parmetro Ea, obtenido por la inclinacin (-Ea/R) de la recta, es la energa de activacin de la reaccin. La energa de activacin es la energa cintica mnima que los reactivos deben tener para que se

formen los productos. Esta es justamente la ms importante contribucin de Arrhenius: la proposicin de que los procesos qumicos son activados, o sea, precisan de una cierta energa de activacin para ocurrir. As, procesos con baja energa de activacin ocurren rpidamente, en cuanto procesos con elevada energa de activacin ocurren ms lentamente. La ecuacin de Arrhenius puede ser aplicada para reacciones gaseosas, lquidas y hasta reacciones heterogneas. El intervalo de temperaturas en el cual ella es vlida y amplio para reacciones elementales, restringido para reacciones complejas y corto para reacciones en cadena.

OBJETIVO. Determinar la entalpa, entropa, energa de Gibbs de activacin y estudiar experimentalmente el efecto de la temperatura sobre la rapidez de reaccin de la oxidacin del ion Yoduro por el ion persulfato.

METODOLOGA (Diagrama de flujo)

Preparar:

SISTEMA AAgregar 5 mL de solucin de persulfato de potasio y tres gotas de solucin indicadora de almidnSISTEMA BPeparar de acuerdo a la tabla y colocarlos en un termostato a temperatura ambiente

Vaciar la mezcla del tubo 1 del SISTEMA A dentro del tubo 1 del SISTEMA B. Al mismo tiempo, poner en marcha el cronometro. Colocar una barra magntica dentro del tubo y agitar.

En el instante en que el cronometro marque 1 minuto de tiempo recorrido vaciar la mezcla de otro de los tubos del SISTEMA A dentro del tubo 2 del SISTEMA B. Colocar una barra magntica dentro del tubo y agitar.

Repetir en intervalos de 1 minuto el punto 4, utilizando los tubos 3, 4, 5, y 6.

Tomar los tiempos en que cada una de las mezclas cambia a color azul.

R1ReporteR1.- Depositar los residuos en un frasco etiquetado como residuos de la reaccin entre iones persulfato y yoduro

Repetir los pasos 1 a 6 del procedimiento experimental a las siguientes temperaturas: 30, 40, 50, 60 C.

RESULTADOS.Tabla 1. Resultados de la experimentacin a las diferentes temperaturas analizadas.22C30C40C50C60CConcentracin

289188149723222.8571

653364243875526.6667

100257936722215632

133678832728017740

1430154827638124953.3333

27601580106052637380

22 C (Orden 2)

Tiempo (s)1/[I2] (M)

28922.8571

65326.6667

100232

133640

143053.3333

276080

b = 12.112

m = 0.0244

r2 = 0.9566

30 C (Orden 2)

Tiempo (s)1/[I2] (M)

18822.8571

36426.6667

57932

78840

154853.3333

158080

b = 14.632

m = 0.0331

r2 = 0.8525

40 C (Orden 2)

Tiempo (s)1/[I2] (M)

14922.8571

24326.6667

36732

32740

27653.3333

106080

b = 19.253

m = 0.0575

r2 = 0.7923

50 C (Orden 2)

Tiempo (s)1/[I2] (M)

7222.8571

8726.6667

22232

28040

38153.3333

52680

b = 11.516

m = 0.1185

r2 = 0.9402

60 C (Orden 2)

Tiempo (s)1/[I2] (M)

3222.8571

5526.6667

15632

17740

24953.3333

37380

b = 13.932

m = 0.1644

r2 = 0.9479

ANLSIS DE RESULTADOS.1. Determinacin de la constante de rapidez.

22 C

30 C

40 C

50 C

60 C

2. Mtodo Grfico

3. Factor de frecuencia y la energa de activacin.

22 C

30 C

40 C

50 C

60 C

20 C

30 C

40 C

50 C

60 C

4. Determinar H, G y S a 40 C de acuerdo a la teora del estado de transicin.LaTeora del Estado de Transicines una teora que explica lavelocidad de reaccindereacciones qumicas elementales. La teora asume la existencia de un tipo especial deequilibrio qumico(cuasi-equilibrio) entre los reactivosy el complejo activado oestado de transicin, una estructura intermedia inestable por su alta energa.

K= (1)K=Constante de velocidadKB=Constante de BoltzmanT=TemperaturaLinealizando ecuacin (1)

m=0.0038m=

-0.03159472

CONCLUSIN. De manera experimental al observar los resultados de sta prctica y comparndola con los resultados de la prctica pasada, donde la temperatura siempre fue constante podemos asegurar que el incremento de la temperatura influye de manera directa en la cintica de la reaccin, lo cual es justificable con la bibliografa al hablar de la teora de Arrenius, as como la teora de las colisiones. Dado que concluimos que la temperatura influye directamente con la cintica de la reaccin, tambin es importante resaltar que el xito o el fracaso de esta experimentacin es afectada por las condiciones experimentales, es decir el sistema tiene que estar sumamente controlado para que los resultados sean confiables y por lo tanto reproducibles

Se determin que existe una dependencia entre la velocidad de reaccin y la temperatura en donde a mayor temperatura el valor de la constante de rapidez aumenta. Esto se pudo comprobar por medio de los clculos para su obtencin por ambos mtodos, el grfico e integral.

Se calcularon las constantes de la ecuacin de Arrhenius que son la energa de activacin (Ea) as como el factor de frecuencia de arrhenius (A) a partir de la grfica del ln k en funcin del inverso de la temperatura (1/T).

BIBLIOGRAFA. Laidler,K. (2007). Fisicoqumica. Edit. Patria. Mxico. Pp 65 Levine, I. (2004). Fisicoqumica. Vol. II. 5 ed, Edit. Mc Graw Hill. Espaa. pp 90 Logan, S. R. (200) Fundamentos de Cintica Qumica Edit. Addison Wesley Iberoamericana, Madrid pp 78