Cinética de la “reacción reloj” de yodo con persulfato.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO DE CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS

REPORTE EXPERIMENTAL I

“Cinética de la “reacción reloj” de yodo con persulfato.”

Alumnos:

Portilla León Diego                          

Ramírez Franco Franco Irving        

Ricalde de la Torre Axel Gustavo    

Grupo: 2651-B

Semestre: 2017-II

Prof.: Cabrera Hernández Juana        

ÍNDICE

Objetivos…………………………………………………………………..……..….3

Introducción………………………………………………………………..…..……3

Desarrollo experimental……...……………………………………………....….…6

Resultados………………….……………………………………………...…….….8

Análisis de resultados……………………………………………………..….……8

Conclusión…………………………………………………………………...…….16

Bibliografía.…………………………………………………………………...……17

Anexo ………………………………………………………………………...…….18

OBJETIVOS

• Estudiar el funcionamiento de las reacciones reloj de yodo con per sulfato.
• Analizar los parámetros termodinámicos y cinéticos que rigen una reacción química.
• Determinar el grado de avance de reacción por medio de una valoración in situ.
• Utilizar el método integral de determinación de constantes y el método de Powell.

OBJETIVOS DEL ENFOQUE DE LA QUÍMICA VERDE

• Minimización de residuos (1). Factor de eficiencia en volumen 0.010
• Economía atómica alta (2), 100%
• Residuos con toxicidad reducida (4)
• Disminución del consumo energético (6)
• No fue necesaria la formación de derivados (8)
• No aplica el uso de catalizadores (9)
• Monitoreo en tiempo real del proceso (11)
• Minimización del riesgo potencial de accidentes químicos (12)

INTRODUCCIÓN

Las reacciones del tipo reloj, son aquellas en las que se valora una sustancia de forma indirecta, es decir, se puede valorar hasta que ya acabo de reaccionar una sustancia y comienza a reaccionar nuestra sustancia de interés.

En esta práctica la reacción de reloj se hace de forma de una reacción redox, donde al reaccionar nuestro analito de manera redox, se produce un intercambio de electrones lo que produce que el yoduro se convierta en triyoduro, que está en presencia del almidón se forma un compuesto colorido que nos indica que la reacción llegó al equilibrio y de esta forma se puede estudiar la velocidad de la reacción.

El ion yoduro es un agente reductor débil y reduce agentes oxidantes fuertes. Sin embargo, no se usa como titulante, principalmente debido a la falta de un sistema indicador visual adecuado, así como por otros factores, como la rapidez de la reacción. Cuando se agrega un exceso de yodo a una solución de un agente oxidante, se produce I2 en una cantidad equivalente al agente oxidante presente. Por tanto, este I2 se puede titular con un agente reductor, y el resultado sería el mismo que si se titulara directo el agente oxidante. El agente titulante que se usa es tiosulfato de sodio.

Este indicador se usa para titulaciones en las que interviene el yodo. El almidón forma un complejo no muy reversible con el I2, que es de un color azul muy oscuro. El color en la reacción es muy sensible a muy pequeñas cantidades de yodo. En las titulaciones de agentes reductores con yodo, la solución permanece incolora hasta el punto de equivalencia. Una fracción de gota de exceso de titulante convierte la solución en azul definido.

Para poder conocer el orden de la reacción que se está llevando a cabo, se usan las curvas de Powell, que están basadas en un método integral, con el cual se puede comprender mejor el comportamiento del sistema.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Fase I

1. Preparación de la disolución indicadora de almidón:

1. Pesar 2 g de almidón
2. mezclar en un mortero con un poco de agua hasta formar una pasta homogénea, diluir con 30 mL de agua y verter poco a poco en 200 mL de agua hirviendo.
3. mantener en ebullición por 3 o 4 minutos y enfriar.
4.  Si queda algo de materia insoluble, dejar sedimentar y decantar la disolución
5. Guardar en un frasco de vidrio ámbar.

NOTA: En caso de formación de hongos (se observan manchas obscuras o una especie de nata), deseche el almidón, el cual es biodegradable).

Fase II. Preparación de los sistema A

1. Preparación del Sistema A:

a) Etiquetar cinco tubos de ensaye y coloque una barra magnética (IA-VA).

b) Agregue a los tubos del sistema A: KI, Na2S2O3, Na2SO4, y almidón, en las cantidades descritas en la Tabla 2.1.

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c)  Colocar los tubos del sistema A en un termostato a temperatura ambiente, sobre la parrilla de agitación.

Fase III. Preparación de los sistema B

a) Etiquete 5 tubos de ensaye como sistema B (IB-VB)

b) Agregar a cada tubo del sistema B, 1 mL de la disolución de persulfato de potasio y colocar los tubos en el termóstato, junto a los del sistema A.

Fase IV. Cinética de reacción

1. Adicionar rápidamente la solución del persulfato del tubo IB al tubo IA, accionando inmediatamente el cronómetro, agite magnéticamente. No detenga el cronómetro
2.  Después de un minuto repita el punto 4.1 con los tubos IIA-IIB, repita el procedimiento del punto 4.1 a los dos minutos, con los tubos IIIA-IIIB y así sucesivamente.
3. Tome la lectura de tiempo al cual se presenta el color azul, en cada sistema. No detenga el cronómetro hasta el cambio de coloración de los tubos VA-VB.

Tabla 1. Material, equipo y reactivos utilizados

RESULTADOS

Tabla 2. Tiempos en los que aparece el color azul

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