Informe 4 Cinetica Quimica

 

 

ESPOL - FCNM  – DCQA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL PAO 1 2021-2022  Ciné Cinética tica y equilibrio químico

Fecha: 21 / 07 / 2021 

Paralelo: 4 Informe # 4

Nombre: Francisc o Caicedo Gonzalez  Profesor: Ing. Yesenia Pacheco  

1. Objetivo Objeti vo General  Analizar el e efecto fecto de la concentración de un determinado reactivo sobre la v velocidad elocidad de reacción para el estudio de la cinética química mediante simulaciones. 

2. Objetivos Específicos 2.1. Distinguir las pendientes de las graficas de la cinética química para el análisis de su tendencia. 2.2. Determinar los valores de tiempo con respecto a la variación de una de las concentraciones para la determinar su orden de reacción.

3. Da Datos tos recopilados recopi lados Observaciones generales del ensayo: Muestra

1 2 3 4 5

Tiempo (s) Volumen Volumen Volumen Concentración Concentración de A (M) de B (M) de B de A de agua Prueba Prueba (mL) (mL) (mL) 1 2 80 10 10 0.1 52 52 75 15 10 0.15 34 32 70 65 60

20 25 30

10 10 10

0.2 0.25 0.3

01

25 19 18

27 22 19

Tabla Ta bla 1. Da Datos tos d e volumen, concentración concentr ación y tiempo ti empo experimentales

1 

 

 

4. Diagrama de flu flujo jo del pro procedimi cedimiento ento

Objetivo Principal: Analizar el efecto de la concentración de un determinado reactivo sobre la velocidad de reacción para el estudio de la cinética química mediante simulaciones.

5. Aplastar el botón azul para comenzar el proceso.

6. Esperar que el matraz llegue a donde esta el símbolo (+), y proceder a tomar el tiempo con el cronometro.

11. Graficar para la obtención del orden 0, 1 y 2 y determinar a qué orden pertenece la reacción.

1. Ingresar al simulador(https://po 4h36.wixsite.com/la boratoriovirtual/blan k-10).

4. Seleccionar el volumen del reactivo A en el rango de 10 a 30 ml y el reactivo B mantenerlo en 10ml.

7. Anotar el tiempo de la reacción de la concentración y repetir el proceso con el mismo volumen de A y tomar nuevamente el tiempo.

10. En Excel, con el tiempo promedio y la concentración A, calcular en Ln A y 1/A

2. Seleccionar en mecanismo de reacción el número de 1.

3. Seleccionar la temperatura de 25

°.

8. Al finalizar con la toma de los 2 tiempos, procedemos a realizar el proceso nuevamente, jugando con el volumen del reactivo A (10-30ml)

9. Promediar los tiempos para los respectivos calculos de orden 0, 1 y 2

 

  5. Cálculos Ecuación emplea empl eada: da: Tiempo Promedio  = .  1 + .  2 2 

6. Re Resul sultados tados obt obtenidos enidos Muestra

1 2 3 4 5

Tiempo Concentración Ln(concentración 1/concentración de A (M) reactivo A) reactivo A promedio (s) 52 0.1 -2.30258509 10 33 0.15 -1.89711998 6.666666667 26 0.2 -1.60943791 5 20.5 0.25 -1.38629436 4 18.5 0.3 -1.2039728 3.333333333

Tabla Ta bla 2. Resultados Resultados obtenid os.

 

ORDEN 0 0,35 0,3 0,25     ] 0,2    M     [    c 0,15

y = -0,0049x + 0,3502 R² = 0,8396

0,1 0,05 0 0

10

20

30

40

50

60

t (s)

 

Gráfica Gráfi ca 1. Orden 0

ORDEN 1 0 0

10

20

30

40

50

60

-0,5     ] -1    M     [     )    c     (    n -1,5     l

-2

y = -0,0284x - 0,8096 R² = 0,9358

-2,5

t (s)

Gráfica 2. Orden 1

ORDEN 2 12

y = 0,1795x + 0,3081 R² = 0,9891

10     ] 8    M     /    1 6     [    c     /    1 4

2 0 0

10

20

30

t (s)

Gráfica Gráfi ca 3. Orden 2

40

50

60

 

  7. Anális Análisis is de result resultados ados Como análisis de lo realizado en la práctica, se logró observar el cambio de color, que se obtuvo al mezclar el agua con los reactivos A y B, que producía un color naranja, esto se dio por la combinación de los reactivos y el agua, en la concentración efectuada entre ellos, al pasar un lapso determinado de tiempo para que todas las sustancias se lleguen a combinar de forma homogénea. La reacción química es producida por colisiones eficaces entre las partículas de los reactivos de los factores que influye en la velocidad de reacción, por lo tanto, se puede deducir, que aquellos factores que aumenten el número de estas colisiones, harán que se produzca una mayor velocidad de reacción. Como se pudo comprobar en la práctica, la velocidad de reacción depende de la concentración de los reactivos, se indica esto ya que a medida que la concentración del reactivo aumentaba su tiempo también. Esto debido a que se producen más choques y por lo tanto una mayor velocidad de reacción. Además, acotar que en este caso la temperatura fue constante (25°C) por lo tanto, este factor no influyó en la velocidad de reacción. Luego se aplicaron las fórmulas para hallar el tiempo promedio, ya que con estos resultados obtenidos procederíamos a realizar los gráficos en Excel, para determinar si la reacción era de Orden 0,1 o 2, dando como resultado ser una reacción de Orden 2 al ser su R 2= 0,9891, y ya que se aproxima más al 1 en comparación a la de Orden 0 donde su R2= 0,8396 y la de Orden 1 su R 2= 0,9358. La constante de velocidad que es K, donde la velocidad es proporcional a la cantidad de los reactivos, por lo que con los datos que obtuvimos, para hallar K, tendríamos que agregar la cantidad de concentración de los reactivos con su velocidad, para obtener la velocidad constante de la reacción. Como en este caso es una reacción de segundo orden ya que R 2 se aproxima a 1, entonces al duplicar la concentración de esa sustancia provoca que la velocidad de reacción se cuadruplique ([22]=4). Las limitaciones que se pudieron observar fueron que al momento que la concentración cambiaba de color el signo (+) desaparecía y por ende al tomar el tiempo podía ser muy cambiante, ya que no todos observamos de igual forma el momento exacto en el que el signo desaparece. Además, que no se conoce la sustancia de los reactivos con los que estamos trabajando.

8. Conclusiones   Se logro analizar el efecto de la concentración de un determinado reactivo sobre la velocidad de reacción, por lo que, mientras mayor sea la concentración, la velocidad de reacción será más rápida. rápida.  

•

  Se logro observar las pend pendientes ientes de las grá gráficas ficas con las con concentraciones centraciones mediante el uso de los órdenes de reacción y con el coeficiente de regresión

•

lineal, que el que más se acerca a 1 tendrá pendiente positiva. Se puede concluir que la reacción es de orden 2 con respecto al reactivo A.

 

    Se logro encontrar llos os v valores alores de tiempo y ya aq que ue a mayor co concentración ncentración de reactivo A el tiempo en que se consume la m mezcla ezcla va disminuyendo. En este caso la relación de concentración vs Tiempo tiene una relación de proporción directa con pendiente negativa.

•

9. Recomendaciones   Usar temperatura de 25℃ tanto para la práctica de Cinética Química como para la de Equilibrio Químico para evitar errores e imprecisiones en los cálculos.

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  Esperar a que se llene el matraz con los 3 líquidos antes de iniciar el cronómetro, sino el tiempo qué se obtenga no será el correcto

•

.   No variar los dos reactivos a la v vez, ez, ya que luego, no se puede s saber aber que reactivo está causando la concentración.

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  Lo rec recomendable omendable es tra trabajar bajar c con on el mis mismo mo m mecanismo ecanismo para c cualquier ualquier condición de la práctica, que sería el Mecanismo 1.

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10.. Bib 10 Biblio liografía grafía consul co nsultada tada Brown, T., LeMay, H., & Burdge, J. (2004). Química La Ciencia Central. México: Pearson Education.