Cinetica Quimica

INTRODUCCIÓN

La experimentación se levo a cabo con la finalidad de comprender algunos conceptos de cinética, saber cómo identificar el orden de reacción, y por qué es tan importante la cinética experimental. Para ello se estudió el caso particular de la Hidrólisis de acetato de etilo:

〖CH〗_3 COO〖 CH〗_2 〖CH〗_3 + 〖OH〗^- → 〖CH〗_3 〖COO〗^(- )+

Haciéndolo reaccionar con hidróxido de sodio ambos reactivos fueron preparados a cierta molaridad; se tomaron medidas conductimétricas a determinados tiempos.

Antes de realizar la práctica se definió que la cinética química se encarga del estudio de la rapidez de las reacciones químicas y tiene además, como objetivo el estudio de los factores que influyen en la rapidez de un proceso químico, como son la temperatura, los cambios de concentración de reactantes, la adición de catalizadores, modificación del pH, fuerza iónica, constante dieléctrica, etc.

Aplicaciones:

En la síntesis química o microbiológica de productos empleados en la industria.

En la investigación de mecanismos de reacción.

En la conservación de estratos, materias primas, productos químicos, alimentos.

En estabilidad e incompatibilidad.

En procesos de adsorción, distribución y eliminación de fármacos.

En diseño de reactores para la industria química.

Todos los resultados obtenidos, procedimiento de la parte experimental, así como el análisis de datos se presentan en el reporte experimental.

MATERÍAL

MATERIAL EQUIPO REACTIVOS

Por equipo:

1 tubo de ensaye de 20 x 200 mm con tapón de hule

1 soporte universal con pinzas

1 cronómetro

2 pipetas volumétricas de 10 ml

3 vasos de precipitados de 50 ml

1 vaso de precipitado de 100 ml

1 piseta

Por grupo:

2 matraces aforados de 100 ml

1 pipeta graduada de 2 ml

1 espátula

2 termómetros de -10 a 150°C

2 barras magnéticas Por equipo:

1 conductímetro con celda

Por grupo:

2 parrillas con agitador magnético Por grupo:

100 ml de solución 0.2 M de NaOH

100 ml de solución 0.2 M de acetato de etilo

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Colocar en el tubo de ensaye limpio y seco, 10 ml de NaOH 0.2 M fijándolo en el soporte universal.

Medir con la pipeta volumétrica 10 ml de acetato de etilo y vaciarlos en un vaso de precipitado. Vaciar la solución medida de acetato de etilo al tubo de ensaye y poner en marcha el cronómetro en el momento de mezclarlos. Inmediatamente introducir la celda al tubo.

Realizar medidas de conductividad para la reacción a los siguientes tiempos: 0.5, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 13 y 18 min a partir del momento inicial de la mezcla. Medir la temperatura de la mezcla.

Una vez hechas las medidas anteriores, sacar la celda y tapar el tubo de ensaye con el tapón de hule. Introducir el tubo a un baño de agua a 75-80°C y dejarlo por aproximadamente 10 min.

Dejar enfriar el tubo de ensaye hasta la temperatura ambiente inicial y medir la conductividad (a tiempo infinito) para la mezcla de reacción.

RESULTADOS

Temperatura de

Tiempo (min) Conductividad (mS)

0 33.5

0.5 16.56

1 14.86

2 12.74

3 11.51

5 10.04

7 9.21

10 8.50

13 8.07

18 7.64

infinito 7.36

ANALÍSIS DE RSULTADOS

La reacción que se llevo a cabo experimentalmente fue la siguiente:

Por lo tanto la ley de rapidez de la reacción queda expresada de la siguiente forma:

α y β: Son los órdenes parciales de los reactivos

k: Es la constante de reacción

Graficando la tabla de conductividad en función del tiempo:

Conc. Reactante A0 = 0.2 M B0 = 0.2 M

Inicial

Conc. reactante que

Reacciona a tiempo t x x

Conc. reactante que

Queda a tiempo t A0 – x B0 – x x x

Donde A0 = B0 = 0.2 M

La concentración resultante de base a cualquier tiempo es igual a:

t = (A0 – x) ∴ x = A0 - At

Sustituyendo ahora en la ecuación para orden 1:

In A_0/(A_0- x) = kt

In 0.2/(0.2- x) = kt

Sustituyendo ahora en la ecuación para orden 2:

x/(A_0 (A_0- x)) = kt

x/(0.2(0.2- x))

...