Cinética: Ley de velocidad de una reacción
Enviado por Darikson21 • 20 de Octubre de 2022 • Tarea • 2.293 Palabras (10 Páginas) • 180 Visitas
Cinética: Ley de velocidad de una reacción
Objetivos
1. Determinar la ley de reacción entre el ion yoduro (1) y el ión persulfato (S208?-)
2. Determinar la constante de velocidad, k, de la reacción.
3. Observar el efecto de un catalizador en la velocidad de reacción
y= 0.254*[1F-] 0.25% [S2037125
Teoría
Cinética química es la rama de la química que estudia la velocidad de reacción, las
condiciones que la afectan y lo que ocurre a nivel molecular durante la reacción. Los
factores que pueden afectar la velocidad de una reacción son: la concentración de los
reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el área de
superficie de reactivos sólidos. Un catalizador es una sustancia que aumenta la
velocidad de reacción sin consumirse en la reacción total (se recupera al final de la
reacción).
La velocidad de una reacción se puede expresar como la cantidad de un producto que
se forma, o como la cantidad de un reactivo que se consume, por unidad de tiempo.
Si la cantidad se expresa en términos de molaridad y el tiempo en segundos, la unidad
de velocidad de reacción es M/s. La concentración molar se indica encerrando la
fórmula de la sustancia entre corchetes, así:
[ S20s?-] = concentración molar del ion S203?..
El cambio en molaridad y en tiempo se indica con el símbolo A [ S203?] y At, de
modo que la velocidad de reacción se expresa como el aumento de concentración
molar de un producto por unidad de tiempo, o como la disminución de la
concentración molar de un reactivo por unidad de tiempo.
Reacción que se investiga
En este experimento se estudia la reacción de oxidación-reducción que ocurre entre
las sales solubles persulfato de potasio (K28203) y yoduro de sodio (KI). Los
aniones T y S20g son los que sufren cambio en la reacción.
La ecuación global sería NazS20g (ac) + 2Nal (ac) 2 12 (ac) + 2 NazSO, (ac)
La ecuación iónica neta es: S20g” (ac) + 2 1 (ac) 2 Ix(ac) + 2 SO4+(ac) 0)
La forma general para la ley de velocidad es: Velocidad = k [S2-03?]" [FHJ"
Los datos del experimento deben conducir a encontrar los valores de los exponentes
m y n y de la constante de velocidad, k. Para saber cuándo la reacción entre TI y S20g?
ha progresado hasta un punto definido hasta el cual se puede medir el tiempo, se añade
al sistema de la reacción estudiada, una segunda reacción para que actúe como
cronómetro. A la mezcla de reacción se añade una cantidad definida de otro reactivo
(Na28203) y una solución de almidón. El almidón actuara como indicador ya que en
presencia de l», el almidón forma un complejo de color azul oscuro, La aparición
súbita del color actúa como la alarma de un reloj indicando el momento justo en el
cual se completa la reacción de la cantidad definida del ion S203” que se añade a la
mezcla de reacción.
En la 2* reacción, el anión S203? añadido reacciona con el l2 según se va produciendo
en la reacción (1), hasta el punto en el cual se consume todo el $203” presente En la
mezcla de reacción, asf:
L (ac) + 2 S203? (ac) 2 2 T (ac) + S4Os” (ac) (4)
En ese momento, el 12 que se sigue produciendo en la reacción (1), reacciona
inmediatamente con el almidón y súbitamente aparece el color azul oscuro.
L (ac) + almidón(ac) 2 l2. Almidón(ac) (3)
azul oscuro
Las reacciones (2) y (3) ocurren tan rápidamente que se presume que no afecten la
medida del tiempo de reacción. Para todos los experimentos se añade la misma
cantidad de S203? y se da por terminada la reacción cuando se consuma totalmente,
punto indicado por el cambio de color, por lo que se establece un punto de
comparación para determinar la velocidad de la reacción. Al medir el tiempo que
trascurre desde que se mezclan los reactivos hasta que ocurre el cambio de color, se
obtiene el At de la reacción.
Para poder calcular la velocidad de la reacción (1) es necesario obtener A[S20s” ] que
es uno de los iones que se consume en la reacción, así:
Observado las reacciones (1) y (2) por definición de velocidad se tiene ,
= 218209]_ _1407]_, 4lr]_ ,1 4[s07"]
At 2 At At 2 át
1 A|s¿037]
At
Y =
2- 2-
Velocidad de reacción de S208? =- alsz087]__1als20S7]
At 2 Cat
. ., o 1 A[S057 1 [52037 |final -[S,03” linicial
Velocidad de reacción de S20Og? =- - 5 ma ]=. zl 207] - 203]
Cuando aparece el color azul ha reaccionado todo el S203” presente, por lo que la
concentración final de S203* es aproximadamente cero, el tiempo final transcurrido
será tfnal
Velocidad de reacción de S.Os? =- - 10 -[s¿03”Jinicial_ 0.5 [S203” inicial
z
Ufinal trinal
. “, 0.5x [5,037 inicial
Velocidad de reacción de S20g* = 951 [esos Jnicta
final
. ., 0.5x [5,027 ]ínicial
Velocidad de reacción de S203? = 95 |ir0 inicio!
final
Como en cada experimento reacciona una cantidad fija de S203” en la reacción (2),
también reaccionara una cantidad fija S20g? en la reacción (1), y por la estequiometría de
las reacciones siempre será igual a la mitad de [S2037 Jinicia. Para calcular la velocidad de
reacción de S208”, que es lo que nos interesa, basta con calcular la concentración inicial
de S203”- , que se mantendrá constante en todos los experimentos, y solamente variará el
At.
Es un hecho conocido que el tienpo de reacción se afecta en cierto grado por la
concentración total de iones y cargas en la mezcla de reacción. Para compensar este
efecto, se añaden a la mezcla de reacción ciertas sales inertes (que no participan en la
reacción): de este modo se mantiene una concentración total de lones y cargas con un
valor constante. En este experimento se añaden las sales NaCl y K2SO4 con este propósito.
El método de velocidades iniciales que se utiliza para determinar la
...