Reporte Práctica 4 FQ Ii

 

Benemérita Universidad  Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias Químicas Práctica 4: Cinética por  espectrofotometría  Alumna: Guzmán Reza Zazil Yuil Horario: Viernes 8:00-10:00 AM Fecha de entrega 23/10/2020

 

PRÁCTICA 4: CINÉTICA POR ESPECTROFOTOMETRÍA Introducción o antecedente o marco teórico El objetivo de la Cinética Química consiste en explorar las leyes que rigen el cambio de la composición de un sistema en el tiempo y su relación con las variables variab les que defin definen en su estado, en particula particular, r, con la presión, la temper temperatura atura y la composición. Velocidad de reacción En un una a reacc reacció ión n quí quími mica ca lo loss re react activ ivos os de desa sapar parec ecen en pr progr ogres esiv ivam ament ente e en el transcurso de la reacción, mientras los productos aparecen. La velocidad de reacción permite medir cómo varían las cantidades de reactivos y productos a lo largo del tiempo. Utilizando la concent Utilizando concentración ración como medida de la cantidad de susta sustancia ncia se defin define e la velocidad de reacción como la variación de concentración de reactivo o producto por unidad de tiempo. Para una reacción genérica expresada por: aA + bB → cD + dD definimos la velocidad de reacción como:

La constante K La k que aparece en la ecuación cinética recibe el nombre de constante de velocidad y es función de la temperatura. Al aumentar la temperatura, la constante de velocidad también aumenta.

Absorbancia (A) La absorbancia (A) es un concepto más relacionado con la muestra puesto que nos indica la cantidad de luz absorbida por la misma, y se define como el logaritmo de 1/T, en consecuencia: A = log 1/T = -log T = -log It/ Io. Cuando la intensidad incidente y transmitida son iguales (Io = It), la transmitancia es del 100% e indica que la muestra no absorbe a una determinada longitud de onda, y entonces A vale log 1 = 0.

 

Objetivo Determina Determ inarr el orden orden parcia parciall de la reacci reacción ón con relación relación al persul persulfat fato o de potasi potasio o y el val valor de la cons consttant ante de velo veloci cida dad d de la reacc eacció ión n a tem empe pera rattur uraa co cons nsttan antte, ambiente

Hipótesis  A partir de los resultados que se obtendrán de la parte experimental podremos graficar los resultandos y así obtener el valor de la constante de velocidad

Material y sustancias     

    

1 Espectrofotómetro 1 Cronómetro Guantes de polietileno o látex Pañuelos desechables de bolsillo (no perfumados) 1 Termómetro 1 2 Termómetro Matraces aforados de 25 ml. 2 Vasos de precipitados de 50 ml. 2 Pipetas graduadas de 5ml. 1 Pipeta graduada de 10 ml.

Sustancias  

Solución de Yoduro de potasio 0.075M Solución de persulfato de potasio 0.015M

Método experimental Espectrofometría en región visible a 465 nm Desarrollo experimental (MÉTODO DE AISLAMIENTO) 1. Conectar el espectrofotómetro y dejar calentar durante 30 min. Para que se auto verifique, regule y estabilice apuntando a 465 nm.2. La tapa del porta celdas debe estar siempre cerrada. 3. Tomar una alícuota de 5 ml de solución de yoduro de potasio y agregarla en una primera celda hasta la marca indicada, la cual servirá de blanco. 4. Introducir la celda en la dirección correcta indicada en el porta celda y cerrar y calibrar el aparato a cero de absorbancia.

 

5. Mezclar 5 ml de la solución de yoduro de potasio con 5 ml de solución de persulfato de potasio, agitar e iniciar simultáneamente el tiempo de reacción, tomar la temperatura de la mezcla de reacción. 6. Tomar una alícuota de la mezcla de la reacción y agregarla en una segunda celda hasta la marca. 7. Cambiar la celda del blanco por la de reacción, cerrar y tomar valores de absorbancia cada 3 minutos hasta completar 10 lecturas. 8. Sacar la celda, limpiarla con agua y apagar el equipo. NOTA: Las lecturas deberán ser cada 3 minutos después de haber metido la muestra ya que cambian muy rápido. Por lo tanto, podemos decir que el tiempo total de reacción será de 30 minutos

Cálculos, tablas y gráficos Tabla de datos a 25°C

 Número muestra 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Tiempo (minutos) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Absorbancia

 Número muestra

Tiempo (minutos)

Absorbancia

0.007 0.016 0.024 0.033 0.042 0.051 0.059 0.068 0.077 0.085 0.094 0.103 0.111 0.120 0.128 0.136 0.146 0.154 0.162 0.171 0.179 0.187

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

0.221 0.230 0.238 0.247 0.255 0.264 0.272 0.280 0.289 0.297 0.305 0.314 0.322 0.330 0.339 0.347 0.355 0.363 0.371 0.380 0.388 0.396

23

23

0.196

48

48

0.404

 

24 25

24 25

0.204 0.213

49 49

49 49

0.412 0.420

Cálculos t  Aeq (min) 0 1 0.420 2 0.420 3 0.420 4 0.420 5 0.420 6 0.420 7 0.420 8 0.420 9 0.420 10 0.420 11 0.420 12 0.420 13 0.420

ln (Aeq / (Aeq -At))

K` (min-1)

Aeq – At

Aeq / (Aeq -At)

0.420-0.007 0.420-0.016 0.420-0.024 0.420-0.033 0.420-0.042 0.420-0.051 0.420-0.059 0.420-0.068 0.420-0.077 0.420-0.085 0.420-0.094 0.420-0.103 0.420-0.111

0.420/(0.420-0.007) 0.420/(0.420-0.016) 0.420/(0.420-0.024) 0.420/(0.420-0.033) 0.420/(0.420-0.042) 0.420/(0.420-0.051) 0.420/(0.420-0.059) 0.420/(0.420-0.068) 0.420/(0.420-0.077) 0.420/(0.420-0.085) 0.420/(0.420-0.094) 0.420/(0.420-0.103) 0.420/(0.420-0.111)

0.0167 0.0388 0.0588 0.0818 0.1053 0.1294 0.1513 0.1766 0.2025 0.2261 0.2533 0.2813 0.3069

0.0167 0.0194 0.0196 0.02045 0.02106 0.02156 0.02161 0.02207 0.0225 0.02261 0.02302 0.02344 0.02360

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420

0.420-0.120 0.420-0.128 0.420-0.136 0.420-0.146 0.420-0.154 0.420-0.162 0.420-0.171 0.420-0.179 0.420-0.187 0.420-0.196 0.420-0.204 0.420-0.213 0.420-0.221 0.420-0.230

0.420/(0.420-0.120) 0.420/(0.420-0.128) 0.420/(0.420-0.136) 0.420/(0.420-0.146) 0.420/(0.420-0.154) 0.420/(0.420-0.162) 0.420/(0.420-0.171) 0.420/(0.420-0.179) 0.420/(0.420-0.187) 0.420/(0.420-0.196) 0.420/(0.420-0.204) 0.420/(0.420-0.213) 0.420/(0.420-0.221) 0.420/(0.420-0.230)

0.3364 0.3635 0.3912 0.4271 0.4567 0.4872 0.5228 0.5554 0.5892 0.6286 0.6649 0.7075 0.7469 0.7932

0.02402 0.02432 0.02445 0.02512 0.02537 0.02564 0.02614 0.02644 0.02678 0.02733 0.02770 0.0283 0.02872 0.02937

8 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420

37 8 0.420-0.24 0.420-0.255 0.420-0.264 0.420-0.272 0.420-0.280 0.420-0.289 0.420-0.297 0.420-0.305 0.420-0.314 0.420-0.322 0.420-0.330 0.420-0.339 0.420-0.347 0.420-0.355 0.420-0.363

37 8) 0.420/(0.420-0.24 0.420/(0.420-0.255) 0.420/(0.420-0.264) 0.420/(0.420-0.272) 0.420/(0.420-0.280) 0.420/(0.420-0.289) 0.420/(0.420-0.297) 0.420/(0.420-0.305) 0.420/(0.420-0.314) 0.420/(0.420-0.322) 0.420/(0.420-0.330) 0.420/(0.420-0.339) 0.420/(0.420-0.347) 0.420/(0.420-0.355) 0.420/(0.420-0.363)

369 2 0.88 0.9343 0.9903 1.0430 1.0986 1.1650 1.2280 1.2953 1.3768 1.4552 1.5404 1.6458 1.7497 1.8658 1.9972

20 95 88 6 0.03 0.03114 0.03194 0.03259 0.03329 0.03426 0.03508 0.03598 0.03721 0.03829 0. 03949 0.04114 0.04267 0.04442 0.04644

 

44 45 46 47 48 49

0.420 0.420 0.420 0.420 0.420 0.420

0.420-0.371 0.420-0.380 0.420-0.388 0.420-0.396 0.420-0.404 0.420-0.412

0.420/(0.420-0.371) 0.420/(0.420-0.380) 0.420/(0.420-0.388) 0.420/(0.420-0.396) 0.420/(0.420-0.404) 0.420/(0.420-0.412)

2.1484 2.3513 2.5745 2.8622 3.2676 3.9608

0.04882 0.05225 0.05596 0.06089 0.06807 0.08083

lnAeq

ln(Aeq – At)

ln(Aeq -At) - ln Aeq

K`(min-1

0 1 2 3 4 5 6 7

-0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675

-0.8843 -0.9063 -0.9263 -0.9493 -0.9728 -0.9969 -1.0188

-0.0168 -0.0388 -0.0588 -0.0818 -0.1053 -0.1294 -0.1513

0.0168 0.0194 0.01961 0.02045 0.02107 0.02157 0.02162

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

--0 0..8 86 67 75 5 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675

--1 1..0 04 74 01 0 -1.0936 -1.1208 -1.1488 -1.1744 -1.2039 -1.2310 -1.2587 -1.2946 -1.3242 -1.3547 -1.3903 -1.4229 -1.4567

--0 0..1 27 06 26 5 -0.2261 -0.2533 -0.2813 -0.3069 -0.3364 -0.3635 -0.3912 -0.4271 -0.4567 -0.4872 -0.5228 -0.5545 -0.5892

0 0..0 02 22 20 57 0 0.02261 0.02303 0.02344 0.02360 0.02403 0.24233 0.02423 0.02512 0.02537 0.02564 0.02614 0.02645 0.02678

23 24

-0.8675 -0.8675

-1.4961 -1.5324

-0.6286 -0.6649

0.02733 0.02777

T (min)

 

25 26 27 28 29 30 31 32

-0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675

-1.5750 -1.6144 -1.6607 -1.7037 -1.7544 -1.8018 -1.8578 -1.9105

-0.7075 -0.7469 -0.7932 -0.8362 -0.8869 -0.9343 -0.9903 -1.0430

0.02830 0.02872 0.02937 0.02986 0.03058 0.03114 0.03194. 0.03259

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

-0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675 -0.8675

-1.9661 -2.0325 -2.0955 -2.1628 -2.2443 -2.3227 -2.4079 -2.5133 -2.6172 -2.7333 -2.8647 -3.0159 -3.2188 -3.4420 -3.7297 -4.1351 -4.8283

-1.0986 -1.1650 -1.2280 -1.2953 -1.3768 -1.4552 -1.5404 -1.6458 -1.7497 -1.8658 -1.9972 -2.1484 -2.3513 -2.5745 -2.8622 -3.26766 -3.9608

0.03329 0.03426 0.03508 0.03598 0.03721 0.03829 0.03949 0.04114 0.04267 0.04442 0.04644 0.04882 0.05225 0.05596 0.06089 0.0607 0.0808

t(min) vs ln (Aeq -At)- InAeq 0 -0.5

0

10 = − 0.06 x2+0 0.44 f(x) R² = 0.83

30

40

50

60

-1      g      e       A      n       I           )       t       A         g      e       A        (      n       I

-1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4 -4.5

Tiempo(min)

Análisis y discusión de resultados Después del calculo de ciertas expresiones en base a los datos obtenidos, fuimos capaces de graficas estos datos, al aplicar la regresión lineal a las graficas pudimos notar que el valor de la pendiente que en este caso es la constante de velocidad fue muy similar en ambas gráficas debido a que los datos fueron los

 

mismos y no se realizó ninguna modificación a los valores, solo se utilizaron diferentes expresiones sin embargo estas nos representaran el mismo valor

Conclusión Al comparar ambas graficas pudimos llegar a la conclusión de que se trataba de un una a reac reaccción ión de or orde den n un uno, o, de debi bido do a la mane manera ra en qu que e la gr graf afic ica a se comp compor orta taba ba al ag agre rega gars rse e má máss valo valore res, s, de igua iguall ma mane nera ra ob obse serv rvam amos os el compo com port rtam amie ient nto o qu que e se pr pres esent ento o de depe pend ndie iendo ndo de la lass exp expres resio iones nes qu que e se utilizaron ya que una  se comportó de manera creciente y otra decreciente sin embargo a pesar de esto el valor de la pendiente no vario entre cada una de las ecuaciones ecuaci ones de regresi regresión ón lineal debido a que no se altero la muestra estud estudiada iada de ninguna manera.

Bibliografía https://proyectodescartes.org/uudd/materiales_didacticos/cinetica_quimicaJS/pdf/cinetica.pdf  https://www.uco.es/dptos/bioquimica-biolmol/pdfs/08_ESPECTROFOTOMETRIA.pdf  http://www.qfa.uam.es/labqui/presentaciones/Tema4.pdf