UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(UNIVERSIDAD DEL PERU DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICAESCUELA ACADMEICO PROFESIONAL DE QUIMICALABORATORIO DE QUIMICA GENERAL AIIPRACTICA N2

TEMA: Velocidad de las Reacciones Qumicas PROFESOR: Ingeniero Carlos Gngora Tovar. INTEGRANTES:

Fecha de realizacin de la prctica: 8 de Septiembre Fecha de Entrega de Informe: 15 de Septiembre

--2015

NDICE Resumen Introduccin Historia Fundamentos Tericos Materiales y Reactivos Procedimiento Experimental Anlisis y Discusin de resultados Conclusiones

Recomendaciones

Bibliografa

Anexos

RESUMEN

En esta prctica realizada se determinara la velocidad y el mecanismo por el cual se procede a calcular el cambio de la reaccin conforme avanzaba el tiempo y la cantidad de volumen utilizado para la titulacin que disminua cada vez que avanzaba el tiempo.Esto se realiz mediante una titulacin observando la solucin patrn Na2S2O3. El intervalo de tiempo en el que se determina debe ser lo ms exacto posible y la variacin de volumen tambin. Es importante tomar en cuenta los factores que influyen en la velocidad de reaccin que son: la temperatura, la concentracin, y catalizadores; que solo al incrementarlos tambin lo hace la velocidad en la que se mueven las partculas y aumentara el nmero de choques entre las partculas, esto da como resultado una mayor velocidad en la reaccin.

INTRODUCCIN

La rapidez con la que se produce una transformacin qumica es un aspecto muy importante. Tanto desde el punto de vista del conocimiento del proceso como de su utilidad industrial, interesa conocer la velocidad de la reaccin y los factores que pueden modificarla.Una reaccin qumica se produce mediante los choques de las partculas de los reactivos, entre ms aumenta el nmero de choques implica una mayor velocidad de reaccin; que es la cantidad de sustancia que se define por volumen y tiempo.La cintica qumica es la parte de la fisicoqumica que estudia las velocidades de reaccin; existen algunos factores que afectan la velocidad de una reaccin como : la naturaleza de una reaccin , concentracin , presin ,temperatura , cantidad de masa , etc.

HISTORIAAntes de 1900, el gran foco de la cintica en las reacciones qumicas consista en establecer leyes naturales acerca de la rapidez de estas. Existieron diferentes estudios desde hace ms de 200 aos, cuando Wenzel en 1771 not que la disolucin de zinc y cobre en cido no era instantnea, sino que tomaba un tiempo finito de tiempo. Posteriormente en 1778, Priestley encontr que la cantidad de tiempo requerido para transformar el xido de mercurio en mercurio elemental era dependiente la cantidad de oxigeno presente. As se considero que las primeras medidas sobre las velocidades de las reacciones qumicas mostraban que exista un tiempo finito para que se llevaran a cabo, sin embargo, an no se entendan bien estos fenmenos (Massel, 2001).En una serie de artculos publicados entre 1860 y 1879, los cientficos Hercourt y Essen mostraron que exista una relacin entre la rapidez de las reacciones qumicas y la concentracin de los reactivos. Este perodo histrico es muy importante ya que qumicos como Bernoulli, Joule, Kronig y particularmente Maxwell, permitieron a travs de la teora cintica de los gases determinar bases conceptuales para comprender diferentes fenmenos y poder estudiarlos con nuevas teoras, por ejemplo la Teora de las Probabilidades (Niaz, 2009). Arrhenius cuantific el comportamiento sobre la temperatura en la rapidez de una reaccin qumica y Menschutkin mostr que la rapidez tambin variaba con la estructura de las molculas y la naturaleza de los disolventes (Massel, 2001).Las primeras teoras de la rapidez de una reaccin fueron propuestas entre 1889 y 1930. En 1889 Arrhenius escribi una famosa publicacin Estudios de dinmica qumica- donde propuso que las reacciones eran activadas porque slo las molculas calientes en realidad pueden reaccionar. Eso condujo a la idea que la rapidez de una reaccin era determinada por la rapidez de colisin de las molculas calientes. Actualmente, la Cintica de las Reacciones Qumicas se considera una rama de la Termodinmica, la cual investiga los estados intermedios (desequilibrios) de las transformaciones fsico-qumicas desde la variable tiempo, la cual es inherentemente dependiente del camino que siguen tales procesos. La diferencia entre la Cintica y la Termodinmica, es que la primera estudia los procesos fsicos y qumicos tomando en cuenta la perspectiva temporal.

PRINCIPIOS TERICOSSe define velocidad de una reaccin a la medida del cambio de concentracin por unidad del tiempo.Toda reaccin qumica ocurre con una velocidad definida, para que los tomos, molculas o iones puedan reaccionar(es decir transferir o compartir electrones de valencia) , primero deben hacer contacto ; debe haber una colisin. Segundo, debe hacerse con una orientacin apropiada, a menos que las partculas en cuestin sean tomos individuales o molculas pequeas y simtricas. Tercero, la colisin deber suministrar una cierta energa mnima, llamada energa de activacin.La velocidad de reaccin es funcin principalmente de los siguientes factores: Concentracin de los reactantes, temperatura, presin , naturaleza de los componentes , rea efectiva de contacto entre reactantes , presencia de catalizadores e inhibidores.Fundamentos:Se ha seleccionado una reaccin cuya cintica es fcil de medir . Para determinar el avance de la reaccin se emplea la reaccin de oxidacinde alcoholes con cromo (VI).

Fundamento de la reaccin:El K2Cr2O7 se transforma en HCrO4- , en medio (HCl)Cr2O72- + H2O + HCl 2HCrO4- Solucin AAl reaccionar con la solucin A , el etanol se oxida a cido actico segn la siguiente reaccin:3H2H5OH(ac) + 4HCrO4(ac)+ 16H+ 3CH3COOH(ac) + 4Cr3+(ac) + 13H2O Naranja verde

La ley de la velocidad de esta reaccin se expresa como:V=k[C2H5OH]x [HCrO4-]y [H]zSin embargo , si las concentraciones de etanol y de cido son suficientemente grandes , se puede considerar que la variacin es despreciable durante la reaccin, por lo tanto [C2H5OH] y [H+] se hacen prcticamente constantes y la ley de la velocidad se puede reducir a:V=k[HCrO4-]Fundamento de la determinacin de la concentracin por titulacin redox:En la reaccin el ion HCrO4- se transforma en Cr3+ conforme transcurre el tiempo , lo cual se aprecia por el cambio de coloracin de naranja a verde.La concentracin del ion HCrO4- , se puede determinar a diferentes tiempos por titulacin redox , para ello se agrega KI (solucin B) , teniendo lugar la siguiente reaccin:2HCrO4(ac)- + 6I(ac)-+ 14H(ac)+ 3I2(ac) + 2Cr(ac)3+ + 8H2O(l)Para determiner la concentracin del in HCrO4- que en ese momento reacciona con el yoduro hasta su cambio a yodo molecular , se recurre a titular este ltimo con solucin de Na2S2O3 (solucin C) , segn:I2 +2Na2S2O3(ac) 2NaI(ac) + Na2S4O6(ac)Para esta titulacin se emplea una solucin de almidn como indicador:

Materiales y Reactivos:-Vaso de precipitado de 100 ml -Bureta de 50 ml-Matraz Erlenmeyer de 250 ml-Pipeta de 2ml-Probeta de 50 ml-Soporte universal-Pinzas para bureta-Cronometro-Bagueta-Solucin A : HCrO4- + HCl (K2Cr2O7 0.0037 M en HCl 3.5 M)-Solucin B: KI 3%-Solucin C : Na2S2O3 0.022 M-Alcohol etlico (Inflamable)-Solucin de almidn

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Determinacin de [ ]Teniendo:Solucin A 2HCrO4- (Cr2O7-2 + H2O -> 2HCrO4)Solucin B KI al 3%Solucin C Na2S2O3 0.022M

Colocamos 5ml en el matraz de Erlenmeyer de la solucin A y adicionamos 2ml de solucin B y le agregamos el indicador de almidn.

Titulamos hasta que la solucin cambie de azul oscuro a verde claro.

Determinacin de [ ]Se coloc 50ml de solucin A en el matraz de Erlenmeyer y se le adiciono 1ml de etanol; enseguida se contabilizo el tiempo.

Despues de 10 min sacamos una alcuota de 5ml de la mezcla a otro matraz luego le adicionamos 2ml de la solucion B y se agrego 6 gotas de Almidon.

Luego titulamos teniendo en la bureta la solucin C, hasta observar que la solucin cambie de azul oscuro a verde claro. Esto se repiti cada 10 min hasta llegar a completar los 60 min.

ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS:Rapidez de las reacciones:La mayora de las reacciones son ms rpidas en presencia de un catalizador y cuanto ms concentrados se encuentren los reactivos, mayor frecuencia de colisin.Si lo reactivos estn en disolucin o son gases encerrados en un recipiente, cuanto mayor sea su concentracin, ms alta ser la velocidad de la reaccin en la que participen, ya que , al haber ms partculas en el mismo espacio, aumentara el nmero de colisiones.El ataque que los cidos realizan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrogeno es un buen ejemplo, ya que este ataque es mucho ms violento cuanto mayor es la concentracin del cido.Por lo general, la rapidez de reaccin aumenta con la temperatura porque al aumentarla incrementa la energa cintica de las molculas.

[ ] en funcin del tiempo:Tiempo (min)Solucin C (ml)[HCrO4]t

06.7

105

203.7

302.9

401.9

501.4

601.1

Clculos y determinacin de la concentracin de t = 0min

t = 10min

t = 20min

t = 30min

t = 40min

t = 50min

t = 60min

En Resumen:Tiempo (min)ln

0-4.62

10-4.91

20-5.21

30-5.46

40-5.88

50-6.19

60-6.43

CONCLUSIONES

Por medio de graficas en funcin de la concentracin y tiempo, se determin de forma cuantitativa la velocidad de la reaccin qumica, as como tambin su orden de reaccin La velocidad no es constante, sino que vara continuamente a medida que cambia la concentracin. La ley de la velocidad es una expresin que relaciona la velocidad de una reaccin con la constante de velocidad y las concentraciones de los reactivos, elevadas a las potencias apropiadas. La constante de velocidad k para una determinada reaccin con un determinado reactivo cambia solo con la temperatura.

RECOMENDACIONES

Cuando realicemos mediciones volumtricas para el anlisis cuantitativo, debemos tener el mayor cuidado posible en ser los ms exactos, pues una variacin afectara considerablemente los resultados obtenidos,

BIBLIOGRAFA Luis Carrasco Venegas, Quimica Experimental, Editorial Arcangel, quinta edicion, pag 238-253 P.W. ATKINS.Fisicoqumica. Omega, Barcelona, 1999.

PGINAS WEB: https://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_qu%C3%ADmica 20:30HRS (13/09/2015) https://cineticaquimica2013.wordpress.com/2013/02/20/brevehistoriadelacinetica) 22:30HRS 13/09/2015)

https://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n (22:30 HRS 13/09/2015)

ANEXOSCUESTIONARIO:1. Escriba las tres reacciones en las que se fundamenta la experiencia. 2HCrO4-(ac) + 6I- + 14H+ -> 3I2(ac) + 2Cr+3(ac) + 8H2O(l)

I2(ac) + 2 Na2S2O3 -> 2NaI(ac) + Na2S4O6(ac)

4HCrO4-(ac) + 3C2H5OH(l) + 16H+ -> 3CH3COOH + 4Cr+3 + H2O

2. Explique brevemente, cual es la funcin del Na2S2O3 y porque su concentracin debe ser lo exacta posible.El Na2S2O3, lo utilizamos como la sustancia patrn, para poder determinar la concentracin del HCrO4- , y para tal necesitamos la concentracin exacta del Na2S2O3 y asi poder estar seguros que la concentracin del HCrO4 - hallada era la exacta y correcta.

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.La velocidad de las reacciones qumicas aumenta con la temperatura, este aumento incrementa la energa cintica de las molculas, estas al moverse con mayor rapidez chocan con mas frecuencia lo que origina que las velocidades sean mayores.

4. Experimentalmente en la descomposicin del acido Tiempo en minutos01020304050

g de ac. Residual5.113.772.742.021.481.08

n (moles)18.51x10-313.66x10-39.93x10-37.32x10-35.36x10-33.91x10-3

Si es de primer orden se cumple:

0.03

0.03

0.030.030.0 ..ec. De la velocidad.

5. En la descomposicin del NO2 a 383C se encontraron los siguientes datos.[NO2]tiempo en s1/[NO2]

0.1010

0.017558.8235294

0.00910111.111111

0.006215161.290323

Graficando:

Entonces la reaccin de descomposicin es de segundo orden.2