Práctica 5: Velocidad de Reacción (Reloj de yodo)

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES PLANTEL

“ZARAGOZA”

Práctica 5: Velocidad de Reacción (Reloj de yodo)  

No. de equipo: 7

Integrantes: Bello Escutia Oscar Emmanuel

                    Hidalgo Franco Luis Enrique

Fecha de entrega: 02 de Diciembre del 2020

RESUMEN DEL EXPERIMENTO

Se demostrará de manera experimental la importancia de la relación concentración-tiempo y se obtendrá una ecuación empírica que explique esta relación y su curva respectiva.

FUNDAMENTO O MARCO TEÓRICO

La velocidad de reacción (también llamada “cinética química”) se define como la cantidad de un producto que se forma ò como la cantidad de un reactivo que se consume por unidad de tiempo. La cinética química se refiere al estudio detallado de la velocidad de las reacciones químicas. Permite estudiar las condiciones que lo afectan y lo que ocurre a nivel molecular durante la reacción. proporciona un mecanismo de estudio de las medidas de las velocidades de reacción y una indicación sobre el número y la naturaleza de las moléculas que intervienen en la reacción.

Los factores que pueden llegar a alterar la velocidad de reacción son los siguientes: Temperatura de la reacción, concentración de los reactivos,la fuerza iónica, la presencia de un catalizador y el estado de agregación de los reactivos.

La  temperatura:  Generalmente  la  temperatura  juega  un  papel  importante  en  las  reacciones  químicas,  al  elevar  la  temperatura  aumenta  la  constante  de  rapidez  de  reacción. En esta se pueden revisar las teorías de la variación de la rapidez de la reacción  relacionadas  con  el  efecto  de  la  temperatura:  Teoría  de  Arrhenius,  teoría  de  las  colisiones. Se pueden evaluar ΔS*, ΔH*, ΔG* y ΔU*.  

La concentración: Como se ha observado, es importante ver que la generación de pseudo  órdenes a través de mantener constante la concentración de un reactante y los otros en altas  concentraciones,  permite  obtener  datos  experimentales  de  las  reacciones  de  forma  muy  precisa.  

Los  catalizadores:  Estas  son  sustancias  que  al  adicionarse  a  la  reacción  aceleran  dicho  proceso, pero no cambian en su concentración al final del mismo. Existen muchas teorías que  tratan de este asunto en cursos avanzados de Fisicoquímica.  

La  fuerza  iónica:  Es  muy  importante,  ya  que  el  grado  de  disociación    que  sufren  los  reactantes normalmente no está contemplado en las ecuaciones de la rapidez y sin embargo,  suelen ser estrategias muy útiles a considerar si queremos dirigir hacia una lado o el otro la  reacción deseada.

REACCIÓN ENTRE YODATO DE POTASIO Y BISULFITO DE SODIO

En medio ácido, el yodato de potasio se reduce a yoduro por el sulfito de sodio. La reacción ocurre a través de los siguientes pasos.

Paso 1: Cuando mezclamos las dos disoluciones, yodato de potasio e hidrogenosulfito de sodio con almidón, comienza la primera etapa de la reacción. En esta primera etapa, los aniones hidrogenosulfito reducen a los iones yodato (que actuarán como oxidante) a yoduro, mientras que el hidrogenosulfito se oxida a sulfato. Así, tenemos:

IO3–+ 3 HSO3− → I− + 3 HSO4−

Mezcla incolora 

Paso 2: En la segunda etapa, el yoduro (I–) reacciona con el yodato en exceso (IO3–) y se produce yodo molecular, I2, que junto con el almidón es el que da el color azul oscuro a la disolución. En esta reacción, el yodato vuelve a actuar como oxidante y el yoduro actúa como reductor, cediendo electrones. La reacción es tan rápida que en el laboratorio podemos ver cómo cambia repentinamente de incolora a azul intenso. La ecuación química es:

IO3ˉ + 5I–+ 6H+ → 3I2 + 3 H2O

Mezcla color azul intenso

Paso 3: Ahora, en una tercera etapa, el yodo molecular, I2, puede reaccionar con el hidrogenosulfito en exceso y consumirse. Esto hace que el complejo yodo almidón desaparezca y que la mezcla de reacción vuelva a ser incolora:

I2 + HSO3− + H2O → 2 I− + HSO4− + 2 H+ 

Mezcla incolora

En esta reacción se forma yoduro, que puede volver a la etapa 2, siendo oxidado por el yodato, y formar nuevamente el yodo para dar color azul oscuro, en un nuevo ciclo, a la disolución. Este ciclo se producirá mientras queden reactivos en el medio. Cuando el hidrogenosulfito, HSO3–, se consuma completamente, no podrá llevar a cabo la etapa 3 y reducir el I2 a I–, por lo que en ese caso la disolución permanecerá definitivamente con el color azul oscuro del complejo

10NaHSO3 + 4KIO3→2I2 + 5Na2SO4 + 2K2SO4 + 3H2SO4 + 2H2O

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Podremos determinar una ecuación que nos permita relacionar la velocidad de reacción en base a los datos obtenidos?

HIPÓTESIS

Se espera que al obtener los valores de la relación  concentración-tiempo se pueda realizar la gráfica exponencial y su linealización por medio del método de los mínimos cuadrados.

VARIABLES (DEPENDIENTES E INDEPENDIENTES)

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