Estudio de Cinética Trabajo practico nº 4 El Azul de Metilo

Cajón 179

Matías Alemán, Fidel Chaves

Estudio de Cinética

Trabajo practico nº 4

Objetivos:

        -Estudio de la velocidad de una reacción química gracias a parámetros macroscópicos observables para seguir el cambio de la concentración de uno de los reactivos.

        -Uso de métodos espectroscópicos y relación de los mismos con la concentración.

        -Utilizar condiciones de pseudo-orden para observar el efecto de la concentración de unos de los reactivos teniendo en cuenta la velocidad de reacción.

        -Determinación de la ecuación de velocidad y su orden para la reducción de Azul de Metileno por ácido ascórbico.

        -Obtención de una expresión analítica para plantear sobre los resultados experimentales.

Introducción:

    El Azul de Metilo es una sustancia que refleja en nuestro rango de visión un color azul intenso, mezclado con Ácido Ascórbico produce una reacción química y su producto es incoloro, uno fuera del rango visible, la solución se torna transparente. La reacción es potenciada con Ácido Clorhídrico, en medio fuertemente ácido la reacción se hace más rápida. Fijaremos al aparato de medición espectroscópica para que retenga datos en la longitud de onda λ = 666nm, es decir que el detector estaría registrando que cantidad de esos rayos no traspasan y en base al blanco podrá datar la desaparición del Azul de Metileno almacenando información de la absorbancia en función del tiempo.

     La ley de velocidad de la reacción se expresa como:

[pic 1]

       Trabajaremos en exceso de Ácido Clorhídrico y Ácido Ascórbico por lo cual podremos proceder con pseudo-orden y lo expresamos:

[pic 2]

Datos: ko = 1,0 ± 0,2 M-1 s-1  y k1= 5,3 ± 0,7 M-2 s-1

      Debido a las condiciones de trabajo, como el orden de concentraciones del Azul de Metileno y el tamaño de la cubeta podremos afirmar que la concentración es proporcional a la variación de la absorbancia de acuerdo a la ecuación de Lambert-Beer:

[pic 3]

     Con los datos de la absorbancia en función del tiempo y con la representación gráfica de los datos constatamos el orden de reacción según la linealidad de la función. La pendiente de la recta derivada de los datos nos da el valor de la kexp para cada solución distinta. Con estos podremos conocer el orden de reacción del Ácido Ascórbico, representando gráficamente el logaritmo natural de la concentración inicial del Ácido Ascórbico en función del logaritmo natural de la constante de reacción experimental.

Procedimiento experimental:

Materiales:

- Solución acuosa de Azul de Metileno 2,0x10-4 M

- Solución de Ácido Ascórbico 0.1 M

- Solución de HCl 0,2 M

- Pipetas aforadas de 1 y 2 ml

- Pipeta graduada de 10 ml

- Buretas de 25 ml

- Erlenmeyer de 125 ml

- Vasos de precipitados

- Cubetas para medidas de absorbancia de 1cm de paso óptico

- Espectrofotómetro

Tabla 1. Preparación de experiencias

        Para este trabajo práctico seguimos las instrucciones dadas en la guía de química inorgánica. A grandes rasgos preparamos cada una de las soluciones presentadas en la tabla 1 y medimos las reacciones en un espectrofotómetro teniendo en cuenta la absorbancia con respecto al tiempo.

     Las concentraciones iniciales de todos los productos pueden conocerse con la ecuación:
                           

Cf.Vf – Ci.Vi

     Siendo Vi el volumen predeterminado por la tabla, Ci la preparación de la solución predeterminada, Vf el volumen total de la solución y Cf la concentración inicial con respecto a la reacción expresada como [C]o.

Resultados y discusión:

                Tabla de resultados para las distintas soluciones de Azul de Metileno

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