CINÉTICA QUÍMICA

CINÉTICA QUÍMICA

FACTORES QUE MODIFICAN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

María C. Pérez *, Daniel F. Torres * y Lina P. Moreno *

RESUMEN

Una velocidad de reacción se define como la cantidad de sustancia que reacciona por una unidad de tiempo.1 En este caso, la reacción del KMnO4 (permanganato de potasio) con H2C2O4 (acido oxálico o etanodioico), es relativamente rápida a comparación de algunas reacciones que duran mucho tiempo.

Se determinó experimentalmente con base en la ecuación de balanceo, la ley de velocidad, orden de reacción total y cinética general, logrando determinar el valor numérico de la constante de velocidad, al variar su concentración y al variar su temperatura.

En la práctica de laboratorio realizada, se tomaron valores de tiempo y temperatura para analizar la influencia de estas en la velocidad de reacción. Al aumentar su concentración, su velocidad aumenta; debido a que son directamente

proporcionales. En caso contrario, como lo es disminuir su concentración, la velocidad de reacción disminuye. Al aumentar la temperatura se notó un cambio en su velocidad de reacción ya que en un intervalo de tiempo muy pequeño se logró obtener la reacción.

La reacción concluyó por un simple cambio físico como lo fue su cambio de coloración. La reacción cambio de un purpura fuerte a un ocre.

previamente estandarizada se denomina titulación y en este caso la solución previamente estandarizada se llama solución de estándar secundario.

En el presente informe se muestran los procesos y resultados acerca de la titulación del KHP (biftalato de potasio), a partir de NaOH(ac) (solución de hidróxido de sodio) 0.25 M, preparada en la anterior práctica de laboratorio. Se utilizó como indicador C20H14O4 (fenolftaleína), la cual cambia de color según el pH del medio en el que se encuentre. Así

mismo, sirve para ver el punto final en las titulaciones o valoraciones.

Se tomaron dos soluciones, KHP(ac) (biftalato de potasio acuoso) y HCl (solución de ácido clorhídrico relación 1:2), usando como titulante el NaOH (hidróxido de sodio) y como analito cualquiera de las soluciones. Se usaron 13,71 mL de NaOH (hidróxido de sodio) para estandarizar el KHP (ftalato ácido de potasio). Para el mismo proceso pero con diferente ácido, en este caso HCL (ácido clorhídrico), se necesitaron 5,3 mL de NaOH (hidróxido de sodio). Pasando de incoloro a un rosa tenue.

Palabras clave: Valoración, titulación, estándar primario, estándar secundario, punto de equivalencia, indicador, sustancia valorada, solución estándar, punto final, analito, valorante, titulación ácido-base, titulación de precipitación, titulación redox, titulación complejométricas.

INTRODUCCIÓN

Una valoración es un proceso que se realiza para determinar la concentración de una solución a partir de una reacción estequiométrica de otra sustancia. La sustancia a la cual se quiere conocer su concentración se le llama analito o sustancia valorada; estandarización es la valoración cuando se encuentra la concentración de una solución por reacción con las moles de una sustancia solida a la cual se toma como referencia, a este solido se le denomina estándar primario, cuando en la reacción no está presente el sólido sino una solución ya estandarizada se le llama estándar secundario.

Un estándar primario es útil como referencia para determinar la concentración de una solución dada por comparación directa con las moles del estándar, como es un sólido a disolverse pasa a llamarse solución estándar, lo que hará más visible el comportamiento del indicador a usar en la valoración volumétrica, pero al final, lo que se quiere conocer sin las moles exactas del estándar primario porque estas son las usadas para determinar la concentración de la solución de interés.

A medida que se va agregando una solución sobre otra los moles van reaccionando con los moles de la otra solución. El volumen del valorante reacciona estequiométricamente de forma exacta con las moles de la sustancia valorada a esto se le llama punto de equivalencia, y al agregársele fenolftaleína, que es el indicador, entra a demostrar de forma más visible el agotamiento de las moles de la sustancia valorada, que es cuando la sustancia produce un cambio de color.

MATERIALES Y MÉTODOS

Reactivos. Para esta práctica se utilizaron diferentes reactivos, como lo son: KMnO4 (Permanganato de potasio) en solución del 1% p/ V (Figura 1.), H2C2O4 (ácido oxálico o ácido etanodioico) en solución 0.5 M (Figura 2.). Así mismo, se utilizó agua destilada para realizar las diferentes disoluciones de los solutos.

Figura 1. Solución de permanganato de potasio 1% p/V.

Figura 2.Solución de ácido oxálico 0.5 M.

Equipos. Para llevar a cabo esta práctica se necesitaron dos termostatos (Figura 3. y Figura 4.), para cuadrar la temperatura a la cual se debía realizar la reacción entre el ácido oxálico y el permanganato de potasio, marca Memmert.

Figura 3. Termostato marca Memmert, temperatura 40°.

Figura 4. Termostato marca Memmert, temperatura 30°.

También se utilizó una estufa de secado para eliminar el exceso de agua en los tubos de ensayo (Figura 5.) marca Binder. Al igual que en las prácticas anteriores, se usaron elementos de laboratorio, como: un vaso de precipitados de 250 mL marca Schott Duran, un pipeteador marca BOECO, tres pipetas graduadas marca Schott Duran de 2 mL y 10 mL, una gradilla de madera de 12 tubos de ensayo, 6 tubos de ensayo (Figura 6.)

Figura 5. Estufa de secado marca Binder.

Figura 6. Materiales de laboratorio usados en la práctica.

Métodos.

Procedimiento para realizar las reacciones. Para los tres primeros experimentos se necesitaron 0,5 mL, 0,5 mL, 1,0 mL de KMnO4 (Permanganato de potasio) correspondientemente (Figura 7.). Es necesario agregar el reactivo introduciendo la pipeta en el tubo de ensayo. Después se agregó una cantidad diferente de agua destilada para los distintos experimentos. Al primero no se le agregó ningún volumen de agua, al segundo se le agregó 0,5 mL, al tercero 1,5 mL con la pipeta graduada.

Figura 7. Extracción del permanganato de potasio con pipeta graduada.

Después de haber agregado el permanganato de potasio y agua destilada en los diferentes tubos de ensayo, se añadió la solución de H2C2O4 (ácido oxálico) 1,5 mL, 3,0 mL, 1.5 mL, correspondientemente.

En tres tubos de ensayo agregar: 0,5 mL de KMnO4 y 0,5 mL

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