Informe cinetica-quimica

informe de cinetica - quimica

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Descargado por Edgar Alberto Palomino Huamani ([email protected])

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA
MOLINA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA

CURSO: QUÍMICA GENERAL -LABORATORIO



ESTUDIO CINÉTICO DE LA REACCIÓN ENTRE EL YODATO
POTÁSICO Y EL SULFITO DE SODIO
●
ALUMNOS:
o
Aulestia Moreno Airam 20200427
o
Flores Urteaga Maghanly Antuanne R. 20200444
o
Prada Araujo Gabriel Marcelo Magno 20200143
o
Romero Evangelista Michahi Joyce 20200472

●
PROFESORA: Arias Durand Amelia Devorah
●
FECHA DE LA PRÁCTICA: 16 - 09 - 2020
●
FECHA DE ENTREGA: 23 - 09 - 2020






I. INTRODUCCIÓN

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En nuestro entorno se dan una serie de reacciones durante un intervalo de tiempo
variado,”desde aquellas que se completan en fracciones de segundo, como
ciertas explosiones, hasta otras que toman miles o incluso millones de años, como la
formación de diamantes u otros minerales de la corteza terrestre”(Brown,2004) estas
reacciones son medidas a través de la Cinética química.
Según Brown,la rapidez de una reacción química es el cambio de concentración de los
reactivos o productos por unidad de tiempo. Por tanto, las unidades de velocidad de reacción
son normalmente de molaridad por segundo (M/s) o M/s1: es decir, el cambio de
concentración (medida en molaridad) dividido entre el intervalo de tiempo (segundos).

II. OBJETIVOS

En esta sesión tenemos como objetivos:

● Estudiar la velocidad de la reacción entre el yodato de potasio (KIO3) y el sulfito de
sodio (Na2SO3).
● Conocer los efectos de la temperatura y concentración de un reactivo en la velocidad
de reacción.
III. MARCO TEÓRICO

1. Velocidad de reacción
La velocidad en una reacción se determina por el tiempo que tarda una especie
química en “unirse” con otra, para que esto suceda ambas partículas; ya sean
átomos iones o moléculas, deben colisionar entre ellas; teniendo en cuenta que
estas partículas tienen un tamaño muy reducido, las colisiones no se dan
instantáneamente, por eso las velocidades de reacciones son muy variables,
dependiendo de múltiples variables; como es la temperatura o la concentración de
los reactantes (Chang, 2010).

*Variables que afectan la velocidad de reacción:

-Naturaleza de los reactantes:
Todas las especies químicas tienen características que las diferencian, como puede
ser el tamaño de cada partícula, que a mayor tamaño aumenta la posibilidad de
colisiones; de la misma forma con el estado de agregación de la sustancia, si es un
gas habrán más posibilidades de reacción a diferencia de cuando se trata de sólidos,
la naturaleza de los compuestos y los medios de reacción también dictan en gran
medida las reacciones, aumentando o disminuyendo las probabilidades dependiendo
de la situación (Chang, 2010).

-Temperatura:
Este es un ámbito que influye mayormente en la velocidad de las reacciones; la
temperatura, siendo definida como la velocidad media de las partículas en un medio,
por eso; al verse incrementada la velocidad de las mismas aumenta las posibilidades
de colisiones de las especies químicas, ocasionando de esta forma reacciones
(Chang, 2010).

-Concentración de los reactantes:
Esta variable también es directamente proporcional a la velocidad de reacción;
suponiendo que el medio no cambia de tamaño, al aumentar el número de partículas
en ese espacio la posibilidad de colisiones aumenta (Chang, 2010).

-Catalizadores:
Según Chang(2010), son sustancias que ayudan a disminuir la energía de activación
de una reacción; es decir ayudan a acelerar la reacción. Algo a destacar de los
catalizadores es que estos no se consumen en la reacción en la que participan; en
vez actúan como intermediarios en las reacciones.

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2. Ley de rapidez

La ley de rapidez relaciona la rapidez de una reacción, concentración de reactivos
con una constante de velocidad; en reacciones de la forma:

aA + bB => cC + dD

Se tiene la ecuación de la ley de la rapidez:

rapidez = k[A]x [B]y

donde k es la constante de velocidad, A y B son reactivos y los exponentes x y y se
determinan experimentalmente. Chang(2010)

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Procedimiento en un laboratorio real
● Tome cuatro matraces cónicos de 250 ml y etiquételos como A, B, C y D.
● Agregue 2 ml, 4 ml, 6 ml y 8 ml de solución de yodato de potasio (KIO3) 0.01
M a los matraces A, B, C y D.
● Agregue 10 ml de H2SO4 1M a cada matraz.
● Agregue agua para llevar el volumen de la solución a 100 ml en cada matraz.
● Agregue 5 ml de solución de almidón a cada matraz.
● Agregue 10 ml de solución de sulfito de sodio (Na2SO3) 0.005 M a cada
matraz y comience el cronómetro inmediatamente.
● Tenga en cuenta el momento en que aparece el color azul.
● Repita los 2 pasos anteriores con las soluciones de los matraces B, C y D y
observe el tiempo requerido en cada caso cuando aparece por primera vez
el color azul.
2. Materiales
● Guía de laboratorio virtual.
● Zoom
● Servicio de Internet
● Simulador "Kinetics study on the reaction between potassium iodate and
sodium sulphite"
● Simulador del efecto de la temperatura
3. Materiales que veremos en los simuladores:
● Matraz
● Probeta
● Vaso de precipitados
● Yodato de potasio (KIO3) 0,01M
● Ácido sulfúrico (H3SO4) 1M
● Almidón (starch)
● Sulfito de sodio (Na2SO3) 0,005M
● Temporizador
4. Procedimiento:
Simulador del efecto de la temperatura
1. Entrar al siguiente link:
http://introchem.chem.okstate.edu/DCICLA/iodine_clock.html



2. Donde aparecerá la siguiente imagen.

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Fig.1: Simulador del efecto de la temperatura fuente:
http://introchem.chem.okstate.edu/DCICLA/iodine_clock.html

3. Luego realizar los siguientes pasos.
Fig.2: procedimiento para determinar la velocidad de reacción cuando varía la
temperatura fuente: elaboración propia
Simulador "Kinetics study on the reaction between potassium iodate and
sodium sulphite"

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1. Entrar al siguiente link: https://amrita.olabs.edu.in/?
sub=73&brch=8&sim=143&cnt=4

2. Donde aparecerá la siguiente imagen:

Fig.3: Simulador "Kinetics study on the reaction between potassium iodate and
sodium sulphite".
Fuente: https://amrita.olabs.edu.in/?sub=73&brch=8&sim=143&cnt=4




























3. Luego realizar los siguientes pasos para cualquier volumen de KIO3:

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Fig.4: Procedimiento para determinar la velocidad de reacción.
Fuente: Elaboración propia.

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V. RESULTADOS

Tabla 1: Tiempo de reacción de las diferentes concentraciones del Yodato de potasio.
Corrida V 0,01M 1 /vol de V 1M V agua V de V Tiempo
N° KIO3 (ml) KIO3 H2SO4 (mL) solución 0,005M de
(mL)
de Na2SO3 reacción
almidón (ml) (s)
(mL)
1 2 0,500 10 88 5 10 86
2 4 0,250 10 86 5 10 41
3 6 0,167 10 84 5 10 26
4 8 0,125 10 82 5 10 16
5 10 0,100 10 80 5 10 14
Fuente: Elaboración propia.


Tabla 2: Datos para la elaboración de los gráficos de los experimentos.
Corrid
a N°
V
(mL)
[KIO3]f M =
V*[KIO3]0/Vt(115m
l)
Ln([KIO3])SOL 1/[KIO3]SOL Tiempo
(s)
1 2 0,0001739 -8.66 5750 86
2 4 0,0003478 -7.96 2875 41
3 6 0,0005217 -7.56 1917 26
4 8 0,0006957 -7.27 1437 16
5 10 0,0008696 -7.05 1150 14
Fuente: Elaboración propia.

Fig.5: gráfico de [KIO3] VS tiempo. fuente: elaboración propia.

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Fig.6: gráfico de 1/[KIO3] VS tiempo. fuente: elaboración propia.

Fig.7:gráfico de LN([KIO3]) VS tiempo. fuente: elaboración propia.

Tabla 3: Datos de la determinación del efecto de la temperatura en la velocidad de reacción.
Corrida N° V KI 1,0M
(ml)
V Na2SO3 y
Almidón
0,005 (ml)
V(NH4)O3(
S4O3 (ml)
Temperatur
a (°C)
Tiempo (s)
1 6 10 30 5 80
2 6 10 30 25 17
3 6 10 30 45 5
Fuente: elaboración propia.

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Fig. 8: gráfico de temperatura vs tiempo. fuente: elaboración propia.

VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En el primer experimento la tabla 1 nos muestra que al variar la concentración del yodato de
potasio el tiempo de la velocidad de reacción varía, entre más concentración tenga más lenta
la reacción y viceversa. Con lo que se observa (además de que la figura 5 nos muestra) que
están en una relación inversamente proporcional, además los resultados correspondientes a
los R
2
de las Fig. 5, 6 y 7 son 0.8143, 0.9988 y 0.9541 respectivamente, con el cual se puede
afirmar que la reacción es de grado 2.

El segundo experimento, se observa que la variación de temperatura afecta de forma
inversamente proporcional al tiempo, tal como lo podemos apreciar en el la Fig. 8

VII. CONCLUSIONES

La velocidad de la reacción entre el yodato de potasio (KIO3) y el sulfito de sodio (Na2SO3) ,
depende del volumen de yodato de potasio(KIO3), a mayor cantidad de (KIO3) se dará la
reacción en un menor tiempo,en donde se tendría una relación directamente proporcional.
Otro aspecto importante es la temperatura,en donde hemos determinado que a una mayor T
el tiempo de reacción será menor.

VIII. BIBLIOGRAFÍA

1. Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. (2004). Química la ciencia
central. Pearson Educación.
2. Chang R. (2010). Química. McGraw-Hill


IX. CUESTIONARIO

● ¿Cuál es el efecto de la concentración y la temperatura sobre la velocidad de
reacción?

Podemos apreciar estos efectos si despejamos la ecuación universal de los gases
ideales:

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● Comentar el efecto de la concentración de yodato de potasio sobre el tiempo de
reacción.

Como se puede apreciar en las tablas y en la pregunta anterior,conforme el tiempo
aumenta ,la concentración de Yodato va disminuyendo porque es un reactante,con cada
segundo se va consumiendo una determinada masa ,la cual perdería moles y con este
su concentración.








● Comentar el efecto de la temperatura sobre el tiempo de reacción.


● ¿La velocidad de una reacción química está determinada por su energía de
activación? Justificar su respuesta considerando la teoría cinética y las reacciones

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químicas.

Primero definiendo, la energía de activación viene a ser la energía mínima para que se
la reacción química.En el caso de las enzimas, estas proteínas vienen a ser importantes
para las reacciones y obtención de sustratos esenciales ,siendo una de sus funciones
disminuir la energía de activación,es decir ,la energía necesaria para la reacción será
mucho menor ;esta energía una parte de usará para la activación de la reacción y la otra
parte se usará para la energía cinética de la reacción , o sea la velocidad.

En conclusión ,cuanto más baja sea la energía de activación de una reacción, más
elevada será la velocidad de la misma.



● La reacción de X e Y para formar Z es endotérmica. Para cada mol de Z producida,
se absorbe 2 kcal de calor. La energía de activación es de 10 kcal. Trace las
relaciones de energía en un diagrama de avance de reacción.

Fig.3: Diagrama de reacción.

Fuente:Elaboración propia.

● El plutonio que tiene peso molecular 240 es producido en los reactores nucleares,
tiene una vida media de 6580 años. La cinética de descomposición de reacciones
nucleares sigue la ley de velocidad de primer orden. Determinar:

a) El valor de la constante de rapidez de primer orden para la desintegración
del
240
Pu.

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b) ¿Qué cantidad de muestra queda después de 100 años?.







● ¿Cómo cambiará la velocidad de la reacción: 4NO2 + O2 2N2O5, si el volumen
del recipiente donde se desarrolla la reacción disminuye a la mitad?