La Rapidez de Saponificación de Acetato de Metilo A 25

 

4) La rapidez de saponificación de acetato de metilo a 25°C se estudió efectuando mezclas de concentración final de 0.01 M de NaOH Y 0.01M de acetato de metilo, y titulando las mezclas a diversos tiempos con HCl. Los siguientes datos fueron obtenidos:

Tiempo (min) Concentración de base (M)

3

5

7

10

15

21

25

0.00740

0.00634

0.00550

0.00464

0.00363

0.00288

0.00254

Calcular el orden de la reacción: a)  La reacción que se lleva a cabo es: O

O  

+

+ NaOH

CH3OH

O Na

O

 

b)  Planteamos la reacción de rapidez:

 

[

    ]    





    [

]

Como las concentraciones de los reactantes son iguales, podemos factorizar:







    [

]

  [

]

       c)  Graficamos la tabla de concentraciones en función del tiempo: O

O  

+

+ NaOH

O

Conc. Reactante inicial Conc. Reactante que reacciona a tiempo t Conc. Reactante que queda a tiempo t

CH3OH

O Na

    

   

x

x

    

   

x

 

x

 

d)  Analizamos los datos experimentales:

       La concentración resultante de base a cualquier tiempo es igual a:

  (   )          e)  Sustituyendo en la ecuación para orden cero

    

Se requieren los valores de x (concentración del reactante que reacciona a tiempo t iempo t) los cuales se obtienen de acuerdo al análisis de datos:

                                                                               Y así sucesivamente, los resultados de x a todos los tiempos se encuentran representados en la tabla 4.1. f)  Sustituyendo ahora en la ecuación para orden 1:

          Es necesario obtener los valores de A 3min:

  , se conoce x del inciso anterior y         

              

Sustituyendo:

         De la misma forma obtenemos los valores a los tiempos indicados experimentalmente experimentalme nte (Tabla 4.1)

 

g)  Considerando el orden 2, encontramos los valores de A 3min:

  ( ) a los diferentes tiempos:

           

     (  (   ) )   Realizamos los cálculos a los tiempos indicados y se reportan en la tabla t abla 4.1 Tabla 4.1 Valores

de y para las ecuaciones de rapidez de: a)orden cero; b)orden uno;

c)orden dos

 

b) 

    

c) 

  () 

Tiempo (Min)

a) 

0 3 5 7

0 0.0026 0.00366 0.0045

----0.3011 0.4557 0.5978

0 35.1351 57.7287 81.8181

10 15 21 25

0.00536 0.00637 0.00712 0.00746

0.7678 1.0133 1.2447 1.3704

115.5172 175.4821 247.222 293.7007

Para poder definir de qué orden es e s la reacción es necesario trazar las gráficas para los órdenes cero, uno y dos con los datos reportados en la tabla 4.1. Las gráficas se observan en la Fig. 4.1, en la cual las pendientes obtenidas proporcionan directamente las constantes de rapidez de la reacción. re acción. La mejor correlación (tabla 4.2) la presenta pre senta la ecuación que corresponde a orden dos, por lo tanto se concluye que la reacción sigue una cinética de segundo orden, y la ecuación cinética queda de la siguiente forma:



      



   [

          

]

  [

           Orden de reacción Ordenada al origen

Cero 0.0018

Uno 0.155

Dos -0.6971

Pendiente Coeficiente de correlación

0.0003 0.8553

0.0525 0.9658

11.77 0.9999

]

 

Cinética de Orden Cero

Cinética de Orden Uno

Cinética de Orden Dos