TP4 Cinética Química

Objetivos:

Calcular el orden y la constante de velocidad de una reacción mediante el uso de datos medidos experimentalmente y conocimientos de cinética química.

A. Reacción química en estudio

3 CH3CH2OH + 4 HCrO4- + 16 H+ → 3 CH3COOH + 4 Cr3+ + 3H2O

B. Ley de velocidad propuesta

V = k . [CH3CH2OH ]β [HCrO4-]α [H+]γ

V = k" [HCrO4-] α

k" = k [CH3CH2OH ]β [H+]γ

C. Condiciones experimentales

C.1. Propiedad medida: Absorbancia

C.2. Equipo empleado: Espectrofotómetro

C.3. Esquema de trabajo:

Exp.

K2Cr2O7 0,002 M / ml

H2SO4 4 M / ml

Etanol 0,4 M / ml

Etanol 0,8 M / ml

1

2

8

1

------

2

1

9

1

------

3

2

8

------

1

4

1

9

------

1

C.4. Parámetro cinético a determinar:

El orden de reacción en HCrO4- y en CH3CH2OH, la constante de velocidad k", y la vida media t ½ de la reacción para cada experiencia.

C.5. Método empleado para el análisis cinético:

Los órdenes (parciales y global) de una reacción y la constante de velocidad que la caracteriza sólo pueden ser obtenidos experimentalmente. Para lograr encontrar los valores de esos parámetros es necesario aislar cada uno de los componentes de la reacción. De esta forma, el etanol y el ácido sulfúrico están en concentraciones tan altas con respecto al ión cromato ácido que puede suponerse que éstas permanecen constantes

durante la reacción. Es por ello que la reacción en estudio pasa a ser V = k" [HCrO4-] α donde k" = k [CH3CH2OH ]β [H+]γ .

Para poder calcular la constante de velocidad y el orden de una reacción, se intenta seguir su curso por medio del cambio de alguna propiedad física como puede ser presión, absorbancia, conductividad, índice de refracción, ángulo de rotación de la luz polarizada, pH, etc. En este caso, analizaremos la variación de absorbancia como una medida de la concentración de HCrO4,- ya que el color de la solución cambia a medida que el HCrO4- se convierte en Cr3+. Es importante aclarar que, en las condiciones de trabajo, puede considerarse que todo el cromo (VI) está como HCrO4-. Una vez medidos los valores de absorbancia para distintos tiempos, utilizaremos el método integral para calcular el orden de reacción respecto al ión cromato ácido y la vida media y, mediante cálculos matemáticos, obtendremos el valor del orden de la reacción respecto al etanol.

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