Cinética Química: Determinación Del Orden De Reacción

Objetivos-.

Determinar el orden de reacción de oxidación entre yoduro de potasio y el tiosulfato de sodio en presencia del peróxido de hidrogeno.

Calcular la velocidad de la reacción cuando se le agrega los reactivos a la sustancia y se torne de coloración azul.

Observar la influencia de la concentración de los reactivos en la reacción de oxidación del I- por el S2O32-

Introducción-.

En el siguiente laboratorio se determinara y observará el orden de reacción en los reactivos con los que se trabajará, primeramente hay que definir que es el orden de reacción. El orden de reacción se lo define como la sumatoria de los exponentes de las concentraciones tomando en cuenta la rapidez de la reacción, este depende del reactivo con el que se experimenta.

“En cinética química, el orden de reacción con respecto a cierto reactivo, es definido como la potencia (exponencial) a la cual su término de concentración en la ecuación de tasa es elevado” (Gonzales, 2010)

Para determinar el orden de la reacción se determinar las reacciones de primer orden donde su rapidez depende de la concentración de un reactivo elevada a la primera potencia, vida media de reacción es el tiempo requerido para que la concentración de un reactivo disminuya a la mitad de su valor inicial y finalmente la reacción de segundo orden es aquella reacción cuya rapidez depende de la concentración de uno de los reactivos elevada a la segunda potencia o concentración de dos reactivos diferentes (Chang 2010)

El orden de reacción también se lo puede definir como un coeficiente que determina como la concentración de cada reactivo afecta en la velocidad de la reacción y eso es lo que se determinará en el siguiente laboratorio, como es que al agregar los reactivos a una determinada sustancia puede acelerar o disminuir la velocidad de la reacción que se lleva a cabo.

Materiales-.

Cronómetro

Microplatos

Goteros

Reactivos-.

Solución 0.234M de peróxido de hidrógeno H2O2

Solución 0.1M de ácido sulfúrico H2SO4

Ión Yoduro I- 0.1M

Solución 0.1M de Tiosulfato de sodio Na2S2O3

Solución indicadora de almidón (C6H10O5)x

Agua destilada H2O

Procedimiento-.

Colocar 5 gotas de tiosulfato de sodio 0.1M y 5 gotas de almidón en 10 pozos de microplatos.

Preparar las reacciones según la tabla del manual de laboratorio, coloque el número de gotas correspondientes de cada uno de los reactivos indicados anteriormente (H2O2, H2SO4, I- , H2O) en cada pozo del microplato donde ya están los reactivos según el punto anterior, agitando constantemente.

Determinar el tiempo que demora en tornarse de color azul cada una de las reacciones cuando se colocan los reactivos.

Realice los gráficos de concentración versus tiempo para cada uno de los reactivos H2O2, H2SO4, I-

Resultados-.

Tabla 1:

Medición de la velocidad de reacción de los reactivos

Pozos del microplato H2O2

0.264M #gotas I-

0.1M #gotas H2SO4

0.1M #gotas H2O

#gotas Tiempo en segundos

1 8 8 8 6 71

2 6 8 8 8 221

3 4 8 8 10 570

4 2 8 8 12 617

5 8 6 8 8 76

6 8 4 8 10 197

7 8 2 8 12 532

8 8 8 6 8 79

9 8 8 4 10 103

10 8 8 2 12 147

En la tabla número 1 se puede observar el número de gotas que se coloco de cada reactivo en determinado microplato y el tiempo de reacción en que se demoro que la sustancia torne de color azul.

Tabla: 2

Concentración de cada reactivo

Pozo de microplato H2O2

0.264M #gotas Conc. H2O2

0.264M I-

0.1M

#gotas Conc. I-

0.1M H2SO4

0.1M

#gotas Conc. H2SO4

0.1M

1 8 0.0528 8 0.02 8 0.02

2 6 0.0396 8 0.02 8 0.02

3 4 0.0264 8 0.02 8 0.02

4 2 0.0132 8 0.02 8 0.02

5 8 0.0528 6 0.015 8 0.02

6 8 0.0528 4 0.01 8 0.02

7 8 0.0528 2 5x10-3 8 0.02

8 8 0.0528 8 0.02 6 0.015

9 8 0.0528 8 0.02 4 0.01

10 8 0.0528 8 0.02 2 5x10-3

En la tabla número dos se puede ver la concentración de determinado reactivo (H2O2 0.264M, I- 0.1M, H2SO4 0.1M) utilizando la formula (# Gotas ×concentración )/(# gotas total) donde el número de gotas está ubicado en la tabla y la concentración de cada reactivo también, el número total de gotas fueron 40.

Tabla: 3.1

Orden de reacción del peróxido de hidrogeno H2O2 a 0.264 M

Pozo de microplato Número de gotas ln conc. [-] 1/conc. [-] Conc. Tiempo en segundos

1 8 -2.94 18.9 0.0528 71

2 6 -3.22 25.3 0.0396 221

3 4 -3.63 37.9 0.0264 570

4 2 -4.32 75.8 0.0132 617

5 8 -2.94 18.9 0.0528 76

6 8 -2.94 18.9 0.0528 197

7 8 -2.94 18.9 0.0528 532

8 8 -2.94 18.9 0.0528 79

9 8 -2.94 18.9 0.0528 103

10 8 -2.94 18.9 0.0528 147

Gráfico: 3.2

Orden de reacción del ion yoduro I- a 0.1 M

Pozo de microplato Número de gotas ln conc. [-] 1/conc. [-] Conc. Tiempo en segundos

1 8 -3.91 50 0.02 71

2 8 -3.91 50 0.02 221

3 8 -3.91 50 0.02 570

4 8 -3.91 50 0.02 617

5 6 -4.19 66.6 0.015 76

6 4 -4.60 100 0.01 197

7 2 -5.29 200 5x10-3 532

8 8 -3.91 50 0.02 79

9 8 -3.91 50 0.02 103

10 8 -3.91 50 0.02 147

Gráfico: 3.3

Orden de reacción del ácido sulfúrico H2SO4 a 0.1M

Pozo de microplato Número de gotas ln conc. [-] 1/conc. [-] Conc. Tiempo en segundos

1 8 -3.91 50 0.02 71

2 8 -3.91 50 0.02 221

3 8 -3.91 50 0.02 570

4 8 -3.91 50 0.02 617

5 8 -3.91 50 0.02 76

6 8 -3.91 50 0.02 197

7 8 -3.91 50 0.02 532

8 6 -4.19 66.6 0.015 79

9 4 -4.60 100 0.01 103

10 2 -5.29 200 5x10-3 147

En las tablas número 3.1, 3.2 y 3.3 se puede ver los cálculos de la concentración, el ln de la concentración y 1/concentración para así con esos datos junto con los datos del tiempo determinar en los gráficos de primera reacción, segunda reacción y reacción cero.

2-. Gráficos

Gráfico: 3.1

Peróxido de Hidrogeno H2O2

ln concentración de Peróxido de Hidrogeno H2O2

1/concentración de Peróxido de Hidrogeno H2O2

Concentración de Peróxido de Hidrogeno H2O2

Gráfico: 3.2

Ión Yoduro I-

ln concentración de Ión Yoduro I-

1/concentración de Ión Yoduro

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