Estudiar la velocidad de una reacción química siguiendo la evolución temporal de la concentración de uno de los reactivos por métodos espectroscópicos

Trabajo practico: Estudio de la cinética de la oxidación de etanol por Cr(VI)

• Objetivos:

1. Estudiar la velocidad de una reacción química siguiendo la evolución temporal de la concentración de uno de los reactivos por métodos espectroscópicos
2. Utilizar condiciones de pseudo-orden para estudiar el efecto de la concentración de un reactivo en la velocidad de una reacción
3. Obtener una expresión analítica que se ajuste a los resultados experimentales
4. Determinar los órdenes de reacción y la ecuación de velocidad para la reacción de oxidación de etanol por Cr(VI)

• Reacción química en estudio:

3 CH3CH2CH + 4 HCr04-   + 16 H+   ⇄   3 CH3COOH + 4 Cr3+ + 13 H2O

Donde el CH3CH2CH es la fórmula química del etanol, el CH3COOH es la del ácido acético y como último, el ion cromato acido, HCr04- , que es una especie de Cr(VI). Luego cabe destacar que la reacción a analizar sucede en un medio acido, donde intervienen los protones (H+) que en dos casos serán proporcionados por el ácido sulfúrico (H2SO4).

• Ley de velocidad propuesta:

V= K . [HCrO4-]a . [CH3CH2OH]b . [H+]c

 Y se plantea que tanto la concentración de protones (H+) como de etanol (CH3CH2OH) son tales que a medida que ocurre la reacción no bajan con respecto a la concentración de ácido acético (HCrO4-)

De esta manera surge una segunda ecuación:

V= K´ . [        HCrO4-]a

K´= K . [CH3CH2COH]b . [H+]c

Donde el termino K´ se refiere a la constante de pseudo-orden

• Condiciones experimentales:

C.1. Propiedad medida: Absorbancia a 450 nm del ion cromato acido (HCrO4-)

C.2. Equipo empleado: Espectrofotometro. Aunque de manera anterior se había utilizado Pipetas aforadas, Erlenmeyers, Vasos precipitados y Cubetas para la medidad de absorbancia de 1 cm de paso óptico.

C.3. Esquema de trabajo:

C.4. Parametros cinéticos a determinar:

1. Orden de reacción del ion cromato y del etanol
2. La constante de pseudo-orden K´
3. El tiempo de vida medio del etanol

C.5. Metodo empleado para el análisis cinético:

Para la obtención de todos los parámetros mencionados anteriormente se utilizara el método integral.

Por medio de la esquematización de diferentes valores de la abosorcion  (absorción, Ln absorción y 1/absorción) del ion cromato según el tiempo se buscara cual de ellos, si se aplica una línea de tendencia con formato lineal, forma lo que será mas parecido a una recta. De esta manera, se determinara el orden de reacción del HCrO4- para cada tipo de grafico.

Una vez que se determine cual de los 3 difenretes graficos tiene una estructura mas parecida a una recta se procederá de manera tal que en la pendiente de esta, estará presente el valor del coefeciente estequiometrico del ion cromato (-4, por ser reactivo) junto con la constante de pseudo-orden (K´).

 A continuación se hara referencia a los diferentes valores que puede tomar la abosorcion:

1. A vs tiempo

Caso por el cual si se obtiene lo que se asemeja lo mas perfectamente posible a una recta se concluirá que el orden de reacción es igual a cero. Y además, ya haciendo referencia al tiempo de vida medio del etanol se dira que T1/2= [CH3CH2OH]/ 2. a . k , siendo a el coeficiente estequiometrico

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