La Oxidacion Del Ion Yoduro Por El Ion Persulfato
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La Oxidacion Del Ion Yoduro Por El Ion Persulfato...
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Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias. Instituto de Ciencias Químicas QUIM122
La oxidación del ion yoduro por el ion Persulfato
Profesor responsable: Dr. Eduardo Quiroz R. Profesora responsable del laboratorio: l aboratorio: T.A. José Jara R. Integrantes: Gabriela Mella R.
Boris Vidal V. Carrera: Bioquímica Fecha: 15/10/2013
Introducción. Se sabe que la mayoría de los procesos ocurridos por la naturaleza son producidos principalmente por una forma determinada, pero a su vez se sabe que estos procesos pueden ser alterados por diversos factores, algunos de estos factores son por medio de un catalizador, otro medio sería la variación de la temperatura, y un tercer factor de variar la velocidad sería el efectos de fuerza iónica. Produciendo que la reacción tienda a aumentar o disminuir dependiendo de estas variables. Una problemática propuesta por los científicos es que se necesitaban una reacciones cuyas velocidades se puedan medir fácilmente, de esta manera su ecuación de velocidad se pudiera determinar directamente. En este informe se analizará los datos obtenidos en el trabajo práctico el que consta de la oxidación del ion Yoduro
−
por el ion Persulfato
−
.
Uno de los objetivos principales de este práctico es estudiar los factores que están relacionados a la cinética de la oxidación del ion Yoduro, por ion Persulfato. Esto se medirá observando tres variables distintas, que estarán dadas por el efecto del catalizador. La reacción entre el ion Yoduro y el ion Persulfato se representara por medio de las siguientes ecuaciones químicas.
− − ↔− − ó − − ↔ − − ó − − ↔− − ó 2− ó ó − ↔ ó−
Cuando todo el Tiosulfato es consumido en esta reacción el yodo que se liberado de la misma se puede identificar con un indicador en este caso almidón.
Informe de laboratorio Nº 1.
El efecto del catalizador en una reacción. Un catalizador es una sustancia que altera la rapidez de una reacción, sin aparecer entre sus productos, variando así el camino, pero llegando al mismo producto, o sea los catalizadores no alteran el balance energético final de la reacción química, sino que sólo permiten que se alcance el equilibrio con mayor o menor ve locidad El mecanismo de acción del catalizador es proporcionar un camino diferente que evita la etapa lenta determinante de la reacción no catalizada, dando como resultado una reacción más rápida, disminuyendo la energía de activación y así el tiempo necesario para pasar de sustrato a producto con la misma temperatura tenderá a disminuir En estos tres informes de laboratorio el catalizador utilizado es el Nitrato de Cobre
12 250100 250 21 5 25 11 1 0,02 2% 0.01 0.2 0,02 0,02
, sobre el Persulfato oxidándolo a este a sulfato.
Equipo y reactivos utilizados en el práctico de laboratorio: - Vasos precipitados - Matraz de aforo uno de y - Pipetas aforadas una de y - Frasco lavador o Pizeta (Piseta) - Varilla de agitación - Embudo - Cronómetro - Almidón -
respectivamente
Datos necesarios para preparar las disoluciones en este práctico:
._ . 248,21 / 0,25001
Peso molecular: Molaridad : en el matraz aforado Volumen:
Por lo tanto los gramos necesarios para preparar esta disolución se calculan de la manera siguiente:
∗ ∗
0,01 1000 ∗248,21 ∗250 , , ._228, , 20/ 0,2002 Los gramos pesados en este práctico fueron de
Peso molecular: Molaridad : en el matraz aforado Volumen:
Por lo tanto los gramos necesarios para preparar esta disolución se calculan de la manera siguiente:
∗ ∗ ∗228,19 ∗200 0,2 1000 , , Los gramos pesados en este práctico fueron de
Procedimiento.
1.200 0, 2 0,01 250 2. 10 0.01 250 512,5 0,22% 12,5 0,02 3. 250 25 0,02 4. 5. 1,2 3 Se prepararon las disoluciones de Persulfato de amonio y de Tiosulfato de sodio en otro matraz de Posteriormente se agregaron en un vaso de precipitado de de almidón de de Luego en otro vaso de
se agregan
en un matraz de
.
los siguientes reactivos:
de
.
A continuación se procedió a mezclar ambas soluciones en ausencia del catalizador, midiendo el tiempo con un cronometro desde el momento e n que se realiza la mezcla hasta la aparición del complejo almidón-yodo. Por último se repetirá el experimento con también el tiempo con un cronometro.
gotas de catalizador
midiendo
Cálculos posteriores después del procedimiento de laboratorio. La siguiente tabla presenta las variaciones del tiempo en segundos cuya información es necesaria para realizar los cálculos posteriores y gráficos pe didos en este práctico.
0.42228 25 25 25 25
0.2 12.5 12.5 12.5 12.5
0. 212.53 12.5 12.5 12.5
32 ó 0.20123 ó 2% 0.02 10 5 0 45 10 5 1 42 10 5 2 33 10 5 3 30
Como primer procedimiento calcularemos la cantidad de moles de T iosulfato de sodio
∗ 0, 0 1 ∗0, 0 1 − ∗
Como segundo procedimiento calcularemos de acuerdo a la relación estequiometria reacción global la molaridad del Persulfato de amonio.
2:1
de la
− 1 1∗10 2 ∗ 0,025 0,0125 0, 01250, 01 0,005 − 1 1∗10 2 ∗ 0, 065 7,692∗10− El tercer procedimiento es calcular la velocidad de la reacción y esto se hará de acuerdo ha la formula entregada en el Paper para cada muestra:
Muestra 1
− 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 45 1,709∗10− /
Muestra 2
− 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 42 1,831∗10− /
Muestra 3
− 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 33 2,331∗10− /
Muestra 4
− 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 30 2,564∗10− /
El cuarto procedimiento es el cálculo de las concentraciones iónicas del ion Persulfato y del ion yodo con este dato previo podremos calcular la constante de velocidad de cada muestra tomada en el laboratorio según la formula señalada en el Paper entregado.
Para el
Para el
− −
∗ ∗ −] 25 ∗0,[265 ∗[ −]0,0769 − 12,5 ∗0, 2 65 ∗ − 0,0385
Calculo de la constante de velocidad para cada reacción según la formula señala en el Paper:
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Muestra 4
− ∆[ ∆] [−]− [− ]− − − 1, 7 09∗10 / 1, 7 09∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 5,772∗10− −− − − 1, 8 31∗10 / 1, 8 31∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 6,184∗10− −− − − 2, 3 31∗10 / 2, 3 31∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 7,873∗10− −− − − 2, 5 64∗10 / 2, 5 64∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 8,660∗10− −−
Estos datos serán agrupados en una tabla para su mayor entendimiento y poste riormente se harán los gráficos correspondientes:
ó 01 4542 23 3330
/ − 1,1,7809∗10 − 31∗10 − 2,2,3531∗10 64∗10−
−− − 5,6,7172∗10 − 84∗10 − 7,8,8673∗10 60∗10−
El quinto y último procedimiento será mostrar de acuerdo a dos gráficos la influencia del catalizador en el primer grafico se vera la disminución del tiempo necesario para que ocurra esta reacción, esto según las gotas de catalizador añadido a la misma, en el segundo daremos cuenta del aumento de la velocidad de reacción también según la gotas de catalizador añadido a esta misma reacción:
Grafico 1
Grafico 2
Informe de laboratorio Nº 2.
El efecto de la temperatura en una reacción. Cuando la temperatura se incrementa, la energía interna de las moléculas aumenta, existiendo una mayor interacción entre las partículas del compuesto ósea una mayor cantidad de choques o colisiones entre partículas, por lo cual la reacción de la misma mezcla de reactivos se producirá mas fácilmente, aumentando su velocidad de reacción disminuyendo el tiempo de espera para la aparición del complejo
−
ó−
que indica que se a consumido todo el
el yodo que se ha liberado de la reacción se detecta con el indicador de almidón como ya
se ha señalo antes. Dicho aumento o disminución de la se describe por la ecuación de Arrhenius:
−⁄∗ ⁄ lnln ∗ 1
Que al ser desarrollada después de aplicarle algunos pasos matemáticos sencillos nos da como resultado, una recta de pendiente
.
Por otra parte también la constante de velocidad de las reacciones depende de la temperatura, con lo que se puede deducir, que si esta varia lo hará también la velocidad de reacción de la mezcla de reactivos, en nuestro caso, según la velocidad de reacción propuesta por el Paper se tiene lo siguiente.
[− ]− → [−]−
Por lo tanto ya con todos estos conocimientos previos se procederá a la realización del experimento sin un catalizador como en el caso anterior, ahora solo se disminuirá o aumentara la temperatura de la mezcla de reactivos, ya con estos datos y sus posteriores tratamientos respectivos según corresponda se intentara llegar a una conclusión mediante algunos gráficos pertinentes.
Equipo y reactivos utilizados en el práctico de laboratorio:
12 250100 250 21 5 25 11 1 0° ,10° ,20° ,30° ,40° 2% 0.01 0.2 0,02 0,02
- Vasos precipitados - Matraz de aforo uno de y - Pipetas aforadas una de y - Frasco lavador o Pizeta (Piseta) - Varilla de agitación - Embudo - 1 Termómetro - Cronómetro - 5 Baños termo-reguladores - Almidón -
respectivamente
Datos necesarios para preparar las disoluciones en este práctico:
._ . 248,21 / 0,25001
Peso molecular: Molaridad : en el matraz aforado Volumen:
Por lo tanto los gramos necesarios para preparar esta disolución se calculan de la manera siguiente:
∗ ∗ 0,01 1000 ∗248,21 ∗250 , , ._228, , 20/ 0,2002 Los gramos pesados en este práctico fueron de
Peso molecular: Molaridad : en el matraz aforado Volumen:
Por lo tanto los gramos necesarios para preparar esta disolución se calculan de la manera siguiente:
∗ ∗
∗228,19 ∗200 0,2 1000 , ,
Los gramos pesados en este práctico fueron de
Procedimiento.
1.200 0, 2 0,01 250 2. 10 0.01 250 512,5 0,22% 12,5 0,02 3. 250 25 0,02 0° 0° ó− 10° , 20° ,30° ,40° Se prepararon las disoluciones de Persulfato de amonio y de Tiosulfato de sodio en otro matraz de Posteriormente se agregaron en un vaso de precipitado de de almidón de de Luego en otro vaso de
se agregan
en un matraz de
.
los siguientes reactivos:
de
.
4. Ambos vasos fueron llevados al primer baño termorregulador de , esperamos que nuestros reactivos puestos en los vasos de precipitados alcanzaran esta temperatura antes de ser mezclados, tratando siempre en todo momento de mantener esta temperatura constante que en nuestro caso y por ser el primer baño termorregulador fue e . 5. Al instante de mezclar ambos reactivos, medimos con un cronómetro e l tiempo total para que la reacción se completara, esto se observo gracias al cambio de coloración dado por el complejo , este tiempo transcurrido fue anotado para su posterior tratamiento. 6. Repetimos el mismo procedimiento en cada uno de los baños termorreguladores restantes .
Cálculos posteriores después del procedimiento de laboratorio. La siguiente tabla presenta las variaciones del tiempo en segundos cuya información es necesaria para realizar los cálculos posteriores y gráficos pedidos en este práctico.
5
0.2 2525 2525 25
0.2 12.12.55 12.12.55 12,5
0. 212.5 12.12.55 12.5 12,5
ó 0.01 ó 2% ° 1010 55 010 321175 1010 55 2030 6933 40 15 10
5
Como primer procedimiento calcularemos la cantidad de moles de Tiosulfato de sodio
∗ 0, 0 1 ∗0, 0 1 − ∗
Como segundo procedimiento calcularemos de acuerdo a la relación estequiometria reacción global la molaridad del Persulfato de amonio.
2:1
de la
− 1∗10 ∗ 1 2 0,025 0,0125 0,0125 0,01 0,005 ∗ 1∗10− 1 2 0,065 7,692∗10− El tercer procedimiento es calcular la velocidad de la reacción y esto se hará de acuerdo ha la formula entregada en el Paper para cada muestra:
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Muestra 4
Muestra 5
− 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 321 2,396∗10− / − 4 ∆[ − ∆ ] 7,692∗10 4, 3 95∗10 / 175 − 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 69 1,115∗10− / − 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 33 2,331∗10− / − 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 15 5,128∗10− /
El cuarto procedimiento es el cálculo de las concentraciones iónicas del ion Persulfato y del ion yodo con este dato previo podremos calcular la constante de velocidad de cada muestra tomada en el laboratorio según la formula señalada en el Paper entregado.
Para el
−
∗ ∗ −] 25 ∗0,[265 ∗[ −]0,0769
Para el
−
− 12,5 ∗0, 2 65 ∗ − 0,0385
Calculo de la constante de velocidad para c ada reacción según la formula señala en el Paper:
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Muestra 4
Muestra 5
− ∆[ ∆] [−]− [− ]− − / 2,396∗10− / 8, 1 03∗10− −− 0,1,0769709∗10 ∗0,0385 2,957∗10− − − 1, 8 31∗10 / 4, 3 95∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 1,486∗10− −− − − 2, 3 31∗10 / 1, 1 15∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 3,771∗10− −− − − 2, 5 64∗10 / 2, 3 31∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 7,883∗10− −− − − 2, 5 64∗10 / 5, 1 28∗10 0,0769 ∗0,0385 2,957∗10− / 1,734∗10− −−
Estos datos serán agrupados en una tabla para su mayor entendimiento y posteriormente se harán los gráficos correspondientes:
° ° ó 010 321175 2030 6933 40 15 273 283 293 303 313
/ − 2,4,3396∗10 − 95∗10 − 1,2,1315∗10 − 31∗10 5,128∗10−
−− − 8,1,1403∗10 − 86∗10 − 3,7,7871∗10 − 83∗10 1,734∗10−
7,6,1518106008 11667333 5,4,5880415061 43046737 4,054739308
/ ° 0,0,0003663004 03533569 0,0,0003412969 0330033 0,003194888
El quinto y último procedimiento será mostrar de acuerdo a tres gráficos la influencia de la temperatura en la reacción, en el primer grafico se vera la disminución del tiempo necesario para que ocurra esta reacción, esto según la cantidad de calor añadido a la misma, en el segundo grafico daremos cuenta del aumento de la velocidad de reacción también según la cantidad de calor suministrado a la mezcla de reactivos y por ultimo en el tercer grafico se mostrara una recta en la cual esta graficada frente a , esto se hará para poder calcular la Energía de
ln
1/ °
⁄
activación de la reacción, se tendrá en cuenta la ecuación de Arrhenius y como ya se ha señalado antes en este informe la pendiente obtenida de esta ecuación se igualara a la pendiente obtenida en el grafico que se obtuvo en forma experimental, y con un simple despeje se podrá obtener o calcular la Energía de activación de esta reacción.
Grafico 1
Grafico 2
Grafico 3
Cálculo de la energía de activación: Para calcular la
se tiene la siguiente ecuación, donde aplicando logaritmo natural queda:
−⁄∗ →lnln ∗ 1
∗
De esta manera y como ya se ha señalado antes se podrá determinamos la Energía de activación de esta reacción donde se ocupara una constante de los gases ideales obtención de esta energía.
6649,5 ° / 6649,5 °∗ 6649,5 °∗1,987 ∗° 13212,557 ∗ 1000 13,213∗10
adecuada para
Informe de laboratorio Nº 3. El efecto de la fuerza iónica en una reacción. La fuerza iónica en una reacción se puede modificar mediante las variaciones iniciales de los diferentes reactivos usados en la reacción junto con la adición de agua destilada para mantener un cierto volumen constante, para así poder hacer las comparaciones respectivas, por lo tanto, debemos de escoger aquellos experimentos que contengan un volumen apreciable de agua para compensar aquellos efectos iónicos dados por los iones de Persulfato y los iones de Yoduro, esto implica que es de particular interés para este practico el efecto de la fuerza iónica dado en los experimentos 7 al 10 por que muestran un volumen apreciable de agua destilada usada, mas adelante en este informe se presentara una tabla señalando los volúmenes a ocupar de los diferente reactivos en este practico, que corresponde a 15 experimento relativamente fáciles de realizar. La realización de los 15 experimentos llevara a percibir, ya sea en mayor o menor medida, el tiempo necesario para que ocurra el complejo
ó−
, puesto que el aumento o la
disminución de la constante de velocidad tenderían a afectar implícitamente el tiempo de la reacción
ósea la “velocidad de reacción” .
Por otra parte la adición de sales inertes servirá para
mantener constante la fuerza iónica, con el fin de no variar los coeficientes de actividad y así lograr determinar más eficientemente la constante de velocidad. Para el calculo de la fuerza iónica de la solución se utilizara la siguiente ecuación, la que da cuenta que la fuerza iónica o mas bien el efecto que producen los electrolitos sobre los equilibrios no depende de su naturaleza de los mismos si no que solo depende de sus concentraciones y de sus cargas iónicas.
1 1 2 ...……… 2 ∑ = , ,………, ,,……… , ln /√ Son concentraciones molares de las especies iónicas
Son sus cargas iónicas
Esta fuerza iónica se utilizara para graficar
,en donde se obtiene una recta la
cual da cuenta según la ecuación que se describe mas adelante, que si no intervienen iones en la reacción la pendiente de esta recta será cero quedando una línea recta paralela al eje
√
, en el
caso contrario se obtendrá una recta cuya pendiente dará cuenta que a mayor fuerza iónica mayor será la constante de velocidad de esta reacción esto implica que la constante de velocidad depende de la fuerza iónica de la solución. Según la ecuación propuesta por Bronsted-Bjerrum que al ser combinada con la ecuación de Debye-Huckel, nos permite obtener una relación de estas dos que es muy importante para un
posterior grafico en este informe y que muestra en resumidas cuentas la dependencia de la constante de velocidad a la fuerza iónica.
Bronsted-Debye
loglog 2 √
Donde es un parámetro que incluye un conjunto de constantes físicas. El parámetro A está dado por la ecuación:
1 8 2,303 ∗ 2 ∗ 1000
Ecuación en la que es el número de Avogadro, la constante de Boltzman, la carga del electrón, la constante dieléctrica del disolvente y la temperatura absoluta. Para el agua, cuya constante dieléctrica es 78.5 y para las soluciones acuosas a 25ºC el valor numérico de A es 0.512 Por otra parte también como se muestra en la ecuación anterior la constante de velocidad de la reaccione depende de la fuerza iónica, con lo que se puede deducir, que si esta varia lo hará también la velocidad de reacción de la mezcla de reactivos, en nuestro caso, según la velocidad de reacción propuesta por el Paper se tiene lo siguiente.
[− ]− → [−]−
Por lo tanto ya con todos estos conocimientos previos se procederá a la realización del experimento sin un catalizador y tratando de mantener constante o no variar la temperatura como en los casos anterior, ahora solo se disminuirá o aumentara la fuerza iónica de la mezcla de reactivos, ya con estos datos y sus posteriores tratamientos respectivos según corresponda se intentara llegar a una conclusión apropiada.
Equipo y reactivos utilizados en el práctico de laboratorio:
12 250200 250 11 10 11 1 2% 0,01
- Vasos precipitados - Matraz de aforo uno de y - Pipetas aforadas una de - Frasco lavador o Pizeta (Piseta) - Varilla de agitación - Embudo - 1 Termómetro - Cronómetro - 2 Bureta - 1 Soporte universal - 1 Pinzas dobles para Buretas - Almidón
respectivamente
0.2 0,02 0 , 2 0, 6 0.2
y - Dispensadores o dosificadores
Datos necesarios para preparar las disoluciones en este práctico:
._ . 248,21 / 0,25001
Peso molecular: Molaridad : en el matraz aforado Volumen:
Por lo tanto los gramos necesarios para preparar esta disolución se calculan de la manera siguiente:
∗ ∗ 0,01 1000 ∗248,21 ∗200 , , ._228, , 20/ 0,2002 Los gramos pesados en este práctico fueron de
Peso molecular: Molaridad : en el matraz aforado Volumen:
Por lo tanto los gramos necesarios para preparar esta disolución se calculan de la manera siguiente:
∗ ∗ ∗228,19 ∗250 0,2 1000 , , Los gramos pesados en este práctico fueron de
Procedimiento.
1.
200 0,2
250
0,01 250
Nuevamente se prepararon las disoluciones de Persulfato de amonio en un matraz de y de Tiosulfato de sodio en otro matraz de , cabe destacar que en este practico a diferencia de los dos anteriores, se cambiaron los volúmenes de la disoluciones a preparar, por los ya mencionados en este punto. 2. En dos Buretas por separado se agregaron y respectivamente para posteriormente agregar en dos vasos de precipitados de los volúmenes expuestos en la siguiente tabla, según correspondiera para cada experimento señalado en la misma para posteriormente así poder mezclar estos reactivos, estos experimentos se realizaron a una temperatura promedio de
25 °
Numero del experimento
ósea unos
. 2512.5 6.253 25 12.6.35 2525 12.6.35
298 °
Vol.
Igual al Exp. 1
Igual al Exp. 1
Igual al Exp. 4 Igual al Exp. 5
Todas las soluciones contienen
.
. 2525 12.6.2535 2512.255 6.3 2525 Vol.
5
.0 00 12.18.75 000 0 00
. 012.5 18.07 0 00 00 00
Vol.
de almidón al
Vol.
00 00 0 00 00 12.18.57
Vol.
0.6M
00 00 0 12.18.57 12.18.57 00
Vol.
Volumen total
65 6565 6565 6565 6565 6565
0.2 % 10 0,01 y
de
3. Al instante de mezclar ambos reactivos, medimos con un cronómetro e l tiempo total para que la reacción se completara, esto se observo gracias al cambio de coloración dado por el complejo , este tiempo transcurrido fue anotado par a su posterior tratamiento.
ó−
4. Se repitió el mismo procedimiento en cada uno de los experimentos señalados en la tabla ya descrita anteriormente.
Cálculos posteriores después del procedimiento de laboratorio. En la tabla siguiente se muestran una vez ya realizados los experimento los tiempos que necesitaron las reacciones para que apareciera el complejo
ó−
, estos tiempos juntos
con los datos de los volúmenes de reactivos ocupados en cada experimentos se utilizaron para calcular concentración molar, fuerza iónica, velocidad de reacción y constante de velocidad de los distintos experimentos. Numero del experimento
. 2512.5 6.253 12.255.1 6.253 25 12.5.1 6. 3 . .45 Vol.
.25 25 2512.5 6.3 2512.255 6.3 2525
.0 0 012.5 18.7 00 00 00
Vol.
Todas las soluciones contienen
Vol.
. 012.5 18.07 0 00 00 00 Vol.
de almidón al
00 00 0 00 00 12.18.57 Vol.
0.6M
00 00 0 12.18.57 12.18.57 00 Vol.
6565 6565 65 6565 6565 6565
Volumen total
ó 3478 17656 95 2098670 154 13364
. % , y
de
Cálculos para el experimento 1 Molaridades necesarias para el cálculo de la fuerza iónica Molaridad de
Molaridad de
Molaridad de
∗ ∗ , 0,01 ∗10 ∗65 → 0,0165∗10 1,538∗10− ∗ ∗ , 0,2 ∗25 ∗65 → 0,2 ∗25 65 7,692∗10− ∗ ∗ , 0,2 ∗25 ∗65 → 0,2 ∗25 65 7,692∗10−
Fuerza iónica. Para el cálculo de la fuerza iónica se debe tener en cuenta cuantos iones participan en la reacción, sus concentraciones y sus cargas y como ya se ha mencionado antes en este informe, para este cálculo se utilizara la ec uación también señalada anteriormente.
→2+ − →2+ − →+ −
Ejemplo del cálculo de que se debe realizar para la obtención de esta primera fuerza iónica:
1⁄2 (2+1 [−]2 2+1 [−]2 +1 −1) −1 1,538∗10−2 27,692∗10−1 7,692∗10−2 ∴ 1⁄2 21,538∗10 7,692∗10−1 7,692∗10−1 .
El siguiente procedimiento es calcular la velocidad de la reacción y esto se hará de acuerdo ha la formula entregada en el P aper.
∆[∆−]
2:1 ∗ 0, 0 1 ∗0, 0 1 − ∗
Para ello primero procederemos a calcular la cantidad de moles de Tiosulfato de sodio que de acuerdo a la relación estequiometria de la reacción global se trasformara en la molaridad del Persulfato de amonio, por lo tanto con este dato ahora si se podrá calcular la velocidad de reacción de esta mezcla de reactivos para el experimento 1.
− 1 1∗10 2 ∗ 0, 065 7,692∗10− − 4 7, 6 92∗10 ∆[ ] ∆ 34 2,263∗10− / Lo siguiente que se hará será calcular las concentraciones iónicas del ion persulfato y del ion yodo y con este dato previo podremos obtener la constante de velocidad de cada experimento hecho en el laboratorio según la formula señalada en el Paper entregado, que para este caso se calculara la constante de velocidad para el experimento 1.
Para el
Para el
− −
∗ ∗ −] 25 ∗0,[265 ∗[ −]0,0769 − 25 ∗0,−20,65 ∗ 0769
Calculo de la constante de velocidad para c ada reacción según la formula señala en el Paper:
Muestra 1
− ∆[ ∆] [−]− [− ]− − − 1, 7 09∗10 / 2, 2 63∗10 0,0769 ∗0,0769 0,5914 / 3,827∗10− −−
Para los siguientes experimentos se realizo el mismo procedimiento para el cálculo de las diferentes concentraciones molares, fuerzas iónicas, velocidades de reacción y constantes de velocidad de los distintos experimentos la cual dio como resultado la siguiente tabla en la cual se tabularon estos datos para su mejor entendimiento.
. ó 00 3478 00 17656 0 95 12.5.1 86 18.12.75 20970 18.07.1 15464 0 .4 133 .5 -
-
-
ó 0.0.3312214 12274 0.0.3311914 12234 0.312114 0.0.1196714 0.0.2239414 73714 54614 0.0.3312014 12014 -
-
-
/ − 2,9,2863∗10 − 62∗10 − 4,1,3370∗10 − 74∗10 8,097∗10− − 8,3,9644∗10 − 80∗10 − 1,4,0999∗10 95∗10− − 1,5,2702∗10 83∗10− -
-
-
−− − 3,3,8327∗10 − 34∗10 − 2,4,9644∗10 − 46∗10 5,456∗10− − 3,2,0429∗10 − 80∗10 − 3,3,7322∗10 65∗10− − 4,3,0870∗10 96∗10− -
-
-
Una vez ya teniendo esto resultados y como ya se ha expuesto antes en este informe es de particular interés para estudiar el efecto de la fuerza iónica en la soluciones los experimentos que
se muestran o son citados en la siguiente tabla, pues contienen un volumen apreciable de agua para compensar aquellos efectos iónicos dados por el ion Persulfato y el ion Yoduro y por esto son escogidos por sobre los demás,
. ó 86 12.18.57 20970 12.18.57 154
ó 0.0.1196714 0.0.2239414 73714 54614
/ − 8,3,9644∗10 − 80∗10 − 1,4,0999∗10 95∗10−
−− − 3,2,0429∗10 − 80∗10 − 3,3,7322∗10 65∗10−
Para poder ocupar así la relación expuesta antes en este informe a la cual se le llamo ecuación de Bronsted-Debye y por ende obtener una graficar la cual represente una recta en donde si no intervienen iones en la reacción la pendiente de la recta será cero quedando una línea recta paralela al eje . En el caso contrario esta recta dará cuenta que a mayor fuerza iónica mayor será la constante de velocidad de esta reacción y por ende la velocidad de reacción.
/ √
. ó 86 12.18.57 20970 12.18.57 154
loglog 2 √ Grafico
√
ó 0.0.1196714 0.0.2239414 73714 54614
0,0,4343525 0,0,5573382 23177 04593
−− − 3,2,0429∗10 − 80∗10 − 3,3,7322∗10 66∗10−
2,2,5618701 2,2,4405548 29224 72886
Como último procedimiento se procederá a calcular los ordenes parciales de la reacción para posteriormente obtener el orden total de la misma.
Ordenes parciales de la reacción.
1 2 − − ,, [−−]−− [ ] − 3,846∗10− 9,2,8262∗10 63∗10− 7,693∗10− − 3,846∗10− 9,2,8262∗10 63∗10− 7,693∗10− 0,4360,500 / ln0,436ln0,500 ln0,436ln0,500 llnn0,0,453600 1,198
Entre el experimento y se evaluara, para la obtención del orden parcial de la reacción, aprovechando que la concentración de es constantes y por ende se deben simplificar esto también ocurre con la constante de velocidad, quedando solamente las velocidades de reacción igualando a las concentración de elevado a , lo cuál servirá para conocer .
El mismo procedimiento se utilizara para los experimento 9 y 10, pero manteniendo constante la concentración de .
−
,, [−−]−− [ ] − 1,938∗10− 4,1,9095∗10 99∗10− 3,846∗10− − 1,938∗10− 4,1,9095∗10 99∗10− 3,846∗10− 0,4550,501 / ln0,455ln0,501
ln0,455ln0,501 llnn0,0,455501 1,139 El valor no se ajusta cien por ciento al real ya que los valores del tiempo, son experimentales y están sujetos a un cierto error por la forma de proceder.
Orden total de la reacción: 1,198+1,139=2,337, que es aproximadamente 2. Por lo tanto La reacción es de segundo orden aproximadamente según los datos experimentales.
Conclusión. Los cálculos propuestos anteriormente para los órdenes de reacción, no necesariamente se ajustan a los valores reales, pero, por otro lado, se aproximan lo suficiente para ser considerados. Al ser sumados estos valores nos proporciona una reacción de segundo orden. Al ocupar el catalizador, se pudo comprobar que al aumentar la sal nitrato de cobre, aumenta la velocidad. Esto da cuenta de que el Cu2+ proporciona otro camino alternativo más rápido a la reacción; lo que predice que este camino tiene una energía de activación menor que la reacción en ausencia del catalizador. Por lo tanto si la sal de cobre disminuye la energía de activación necesaria para que los reactivos se transformen en producto, al ser más fácil que los reactivos alcancen un estado de transición, la r eacción se hace más rápida. Por otro lado si se compara el efecto de la temperatura con el producido por el catalizador sobre la velocidad de reacción, podemos percibir que hay ciertas diferencias con respecto a la magnitud de la alteración producida. La temperatura tiene un efecto mayor sobre la velocidad de reacción que el catalizador, ya que ésta aumenta la energía cinética de los reactantes, por lo cual el paso de reactante a producto se facilita y por ende se hace más rápido. Hay que tener en consideración que el efecto de la temperatura hace que la reacción se desplace hacia la derecha, siendo esta una reacción endotérmica, aumentando la energía cinética de cada partícula, de esta misma forma la cantidad de colisiones efectivas entre ellas, de esta forma, se incrementa la velocidad de reacción, disminuyendo el tiempo de reacción, lo cual afectará en el aumento del valor de k. Por último, con respecto a la influencia de la fuerza iónica sobre la constante de velocidad, se puede decir que, el incremento de la fuerza iónica provoca un aumento de la velocidad de reacción, y este efecto se ve más acentuado por el ion Persulfato que por el ion Ioduro.
Un aumento de la fuerza iónica producirá un aumento en k, esto explica que exista una relación directa entre la cantidad de iones en solución y el valor de k, independiente de la naturaleza del electrolito.
Posibles fuentes de errores. 1) Dentro de las posibles fuentes de error están las provocadas por la manipulación de instrumento de laboratorio por lo cual por un mal manejo de estos se pudo haber perdido alguna cantidad considerable de muestra. 2) Además se intentó mantener la temperatura constante, lo cual en periodo de práctico es muy complicado, afectando en términos no muy considerados los resultados. 3) Al momento de llevar los vasos a los baños térmicos, no presentaban una temperatura exacta por lo propuesto en el Paper. 4) El alumno encargado de tomar el tiempo para la aparición del complejo almidón-Yodo nunca fue exacto el manejo del c ronómetro. 5) Al preparar el ion Persulfato y Tiosulfato constantemente se nos olvidaba agitar antes de tomar las muestras para su posterior uso.
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