Velocidad de una reacción

VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN

Resumen:

En esta experiencia “Velocidad de una reacción” realizamos una serie de experiencias con el objetivo de demostrar las variaciones que sufre la velocidad de reacción con respecto a cambios en la concentración, temperatura, naturaleza de los reactivos y catalizadores. Para ello, evaluamos el efecto de la temperatura en la velocidad de reacción, aumentando la temperatura de determinada reacción y midiendo la velocidad de reacción.  En la segunda experiencia, evaluamos el efecto de la concentración utilizando diferentes cantidades de concentraciones con un mismo reactivo, lo que nos dio como resultado que la disolución de mayor concentración fue la que obtuvo una velocidad de reacción más rápida.  Por otro lado, para evaluar el efecto de la naturaleza de los reactivos utilizamos diferentes reductores para decolorar el permanganato de potasio, dando como resultado que el que contenía peróxido, obtuvo mayor velocidad de reacción ya que es un potente oxidante. Y finalmente evaluamos el efecto de un catalizador, donde se demostró que aumenta la velocidad de reacción pero no afecta el producto de la reacción.

Palabras claves: velocidad, reacción, temperatura, concentración, volumen, catalizador.

Objetivos:

1. Demostrar las variaciones que sufre la velocidad de una reacción con respecto a cambios en la concentración, temperatura, naturaleza de los reactivos y  catalizadores.
2. Determinar el orden de reacción en una reacción Redox.

Marco teórico:

Esta práctica se centra en el estudio de la velocidad de reacción química también llamada cinética química o cinética de las reacciones. La cinética química es la parte de la fisicoquímica que estudia las velocidades de las reacciones. La velocidad de una reacción depende fundamentalmente de la frecuencia con que chocan las partículas que participan en el cambio químico y la energía con la que se produce las colisiones. La rapidez se define como el índice de cambio con el tiempo de la concentración de un reactivo o producto. (Connors, 1990).

Discusión:

De acuerdo a los datos obtenidos en la tabla A.1. Efecto de la temperatura en la velocidad de reacción, podemos observar que la velocidad de reacción fue más lenta a temperatura  ambiente, mientras que al calentar a  por encima de la temperatura inicial la velocidad de reacción aumento, lo que  indica que entre más aumenta la temperatura en la reacción es más rápida la velocidad de reacción. Esto se debe a que al aumentar la temperatura también aumenta la velocidad a la que se mueven las partículas y, por lo tanto, aumentará el número de colisiones y la violencia de estas. El resultado es una mayor velocidad en la reacción.  Se dice, de manera aproximada, que por cada de aumento en la temperatura, la velocidad se duplica (Arévalo Ulises, 2013).[pic 1][pic 2]

La tabla B.1. Efecto de la concentración  en la velocidad de reacción, podemos observar que la velocidad de reacción fue más lenta en el tubo 3,  que contenía menor concentración de , mientras que el tubo 1, que contenía mayor concentración de  obtuvo mayor velocidad de reacción, indicando que entre más concentrada se encuentre una sustancia, más rápida será su velocidad de reacción. Se debe a que los reactivos están en disolución o son gases encerrados en un recipiente, cuanto mayor sea su concentración, más alta será la velocidad de la reacción en la que participe, ya que, al haber más partículas en el mismo espacio, aumentará el número de colisiones (Arévalo Ulises, 2013). [pic 3][pic 4]

En teoría, los reactivos deben colisionar entre sí para reaccionar. Entre más rápido colisionen las moléculas unas con otras, más rápido reaccionan. La mayoría de las reacciones que consideramos son homogéneas, e involucran disoluciones gaseosas o líquidas. Cuando los reactivos se encuentran en fases diferentes, como cuando uno es un gas y el otro es sólido, la reacción está limitada por su área de contacto. De este modo las reacciones que involucran sólidos tienden a proceder con más rapidez si el área superficial del sólido aumenta (Brown, 2012). Esto demuestra que el tubo 3, de la tabla C.1. Efecto de la naturaleza de los reactivos, obtuvo una mayor velocidad de reacción, debido a que el  es conocido por ser un poderoso oxidante; es inestable y se descompone lentamente en oxígeno y agua con liberación de calor; sin embargo, su velocidad de descomposición puede aumentar mucho en presencia de catalizadores. Por otra parte en el tubo 2 de la tabla D.1. La reacción se llevó a cabo de manera más lenta, debido a que el  es una solución acuosa estandarizada, se utiliza con frecuencia como titulante oxidante en titulaciones Redox debido a su intenso color violeta. Al preguntarnos por qué cambia de color varias veces podemos explicarlo de esta manera; el permanganato violeta se reduce al catión , incoloro en soluciones ácidas. En soluciones neutras, el permanganato sólo se reduce a , un precipitado marrón en el cual el manganeso tiene su estado de oxidación . En soluciones alcalinas, se reduce a su estado , produciendo  El tubo 1 de la tabla D.1. Se utilizó como patrón, para demostrar la velocidad de reacción, gracias a la naturaleza de los reactivos.[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

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