Práctica 12: Cinética: Ley de velocidad de una reacción

20.02.2013 15:48

 

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

 

Laboratorio de Química Experimental

Profesor: Victor Hugo Blanco Lozano

Equipo No. 6

Integrantes:

Jazmín V. Fortoul Díaz A01099151

Samantha Perera Guin A01172259

Daisy Yara Hernandez García A01324285

Andrea Arenas Rodríguez A01099846

Objetivo:

5.1 Relacionar las condiciones de reacción y el tiempo en que éstas se efectúan.

5.2 Determinar el efecto de la concentración y la temperatura en la velocidad de la reacción

 

Introducción:

La cinética química es la encargada de estudiar la velocidad de las reacciones químicas y los factores que intervienen en ella,tales como la temperatura, los catalizadores,la concentración de los reactivos y el área superficial. Para saber que tan veloz ha sido una reacción  se debe tomar en cuenta el tiempo en el que desaparecen los reactivos y aparecen los productos. Uno de los conceptos más importantes en la cinética química es el de catalizador, ya que es uno de los factores que más favorece la rapidez de las reacciones químicas, estas son sustancias que al agregarse al realizar una reacción favorece la formación de producto y la rapidez de esto. Èsto lo podremos observar mediante los experimentos realizados a continuaciòn.

Desarrollo:

Sustancias:

Experimento 1: 

Tubo  No. 1

Sustancia

Mililitros

KI

2

NaS2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)SO4

2

Con (NH4)S2O8 (2 mL4)

Color

Tiempo

Amarillo obscuro

17.8 seg.

 

Tubo No.2

Sustancia

Mililitros

KI

2

NaS2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)SO4

0

Con (NH4)S2O8 (0 mL)

Color

Tiempo

Amarillo medio obscuro

16 seg.

 

Tubo No.3

Sustancia

Mililitros

KI

4

NaS2O3

2

NaCl

0

Almidón

1

(NH4)SO4

2

Con (NH4)S2O8 (2 mL)

Color

Tiempo

Amarillo

16.92 seg.

 

Tubo No. 4

Sustancia

Mililitros

KI

2

NaS2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)SO4

3

Con (NH4)S2O8 (1mL)

Color

Tiempo

Amarillo medio claro

14.25

 

Tubo No. 5

Sustancia

Mililitros

KI

1

NaS2O3

2

NaCl

3

Almidón

1

(NH4)SO4

2

Con (NH4)S2O8 (2 mL)

Color

Tiempo

Amarillo claro

14.5 seg.

 

                                                     

                                                                      Tubos del I a V con (NH4)2S2O8

 

Experimento 2:

Tubo No. 1                  

Sustancia

Mililitros

KI

2

Na2S2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)2SO4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Con  CuSO4

Gotas

Color

3

Verde Claro

 

Con (NH4)2S2O8

Color

Tiempo

Verde Olivo

6.8

 

                                                                          

                                                                         Tubo No. 1 con  3 gotas de CuSO4

Tubo No. 2 

 

Sustancia

Mililitros

KI

2

Na2S2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)2SO4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Con  CuSO4

Gotas

Color

Verde/Amarillo 

 

Con (NH4)2S2O8

Color

Tiempo

Café/Verde

6.3

 

                                                     

                                                   Tubo No. 2 con 3 gotas de CuSO4

 

Tubo No. 3 

 

Sustancia

Mililitros

KI

2

Na2S2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)2SO4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Con  CuSO4

Gotas

Color

3

Café/Amarillo

 

Con (NH4)2S2O8

Color

Tiempo

Verde Amarillento

7.3

                                                    

                                                   Tubo No. 3 con  3 gotas de CuSO4

 

Tubo No. 4 

 

Sustancia

Mililitros

KI

2

Na2S2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)2SO4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Con  CuSO4

Gotas

Color

3

Blanco/Verde

Con (NH4)2S2O8

Color

Tiempo

Verde

5.1

 

                                                   

                                                  Tubo No. 4 con 3 gotas de CuSO4

 

Tubo No. 5 

 

Sustancia

Mililitros

KI

2

Na2S2O3

2

NaCl

2

Almidón

1

(NH4)2SO4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Con  CuSO4

Gotas

Color

3

Blanco/Verde

 

Con (NH4)2S2O8

Color

Tiempo

Verde

5

 

Observaciones:

El sulfato de cobre actuó como un catalizador aumentando la velocidad de la reacción.

 

                                                     

                 Tubo No. 1 con  3 gotas de CuSO4                        Tubos de ensayo con 3 gotas de

                                                                                                  CuSO4 y con  (NH4)2S2O8

Cuestionario:

 

1.- Defina o explique.

a) Cinética: Es la rama de la química que estudia las velocidades que llegan a ocurrir en las reacciones. Además de que tan rápido se llevan a cabo. La velocidad de reacción es el cambio en la concentración de un reactivo o un producto con respecto al tiempo (M/s).

                                                   

b) Catalizador: Un catalizador es una sustancia química, simple o compuesta que está presente en una reacción teniendo un contacto físico con los reactivos de tal manera que acelere, incita la reacción sin intervenir en ella. De igual manera el catalizador es el que hace que se obtenga mayor velocidad de reacción.

 

2.- Con respecto a la reacción cuya cinética se estudia en este experimento:

a) Escriba la ecuación de la reacción 

                                                             

b) Escriba una expresión para expresar la velocidad de reacción

c) Escriba la expresión general de la ley de velocidad de reacción

3.- ¿Cuál es el propósito de añadir una cantidad definida y constante de ion tiosulfato S2O3 a la mezcla de la reacción en todos los experimentos cinéticos? 

Tiene actividad catalizdora ya que favorece la formación de productos en la reacción.                         

 

4.- Calcule la velocidad de reacción del ion S2O8 en cada reacción:       

 

Experimento1

[S2O32-]

[S2O82]

I -1

Tiempo

Velocidad

No. 1

0.0018M

0.0363M

0.0363M

17.8 seg.

 -0.0019M/s

No. 2

0.0018M

0.0727M

0.0363M

16 seg.

-0.00443M/s

No. 3

0.0018M

0.0363M

0.0727M

16.92 seg

-0.0021M/s

No. 4

0.0018M

0.0181M

0.0363M

14.25 seg

-0.0011 M/s

No. 5

0.0018M

0.0363M

0.0181M

14.5 seg.

-0.0024 M/s

 

Experimento2 (CuSO4)

Tiempo

Velocidad

No. 1

6.8 seg.

 -0.0051M/s

No. 2

 6.3 seg.

-0.0113M/s

No. 3

7.3 seg

-0.0047M/s

No. 4

5.1 seg

-0.0032 M/s

No. 5

5 seg.

-0.007 M/s

 

5.- Compara la velocidad de dos experimentos apropiados para hallar el exponente de S2O8 en la ley de la velocidad de la reacción estudiada.             

 

 

En los experimentos 1 y 3 indican que al duplicar a [B] la concentración de [A] es constante, la velocidad se duplica; la reacción es de primer orden respecto a B.

En los experimentos 4 y 5 indican que al duplicar a [B] la concentración de [A] es constante, la velocidad se duplica; la reacción es de primer orden respecto a B.

m= 1 n=1

orden de la reacción= 1+1= 2

 

6.- Utiliza la ley de velocidad y los datos de uno de los experimentos para calcular el valor de la constante de velocidad (k).     

K=[a]^m[b]^n/velocidad

K=(.0019)(.0363)/.0019

K=.034

 

7.- Describa cuál fue el efecto de añadir CuSO4 como catalizador al experimento 1. 

El efecto que occurió al agragar CuSO4  fue que al ser un catalizador aumento la velocidad de la reacción .  ésto se claramente debido que cuando no se pone el catalizador  la reacción es más lenta  -0.0019M/s y cuando se agraga el catalizador la reaccion cambia su velocidad a  -0.0051M/s.

 

Conclusión:

Podemos concluir que las reacciones ocurren a diferentes velocidades,  las cual dependen del No. de M de los reactivos, generando que una reacción se lleve a cabo más rápido o más lento. También en las reacciones se ven implicados factores que aumentan la velocidad,estas sustancias conocidas como catalizadores llegas a acelerar el tiempo en el que se lleva a cabo una reacción. Así mismo logramos observar que estas velocidades pueden verse mediante cambios de color, los cuales pueden ser más claros u obscuros. 

 

Referencias:

Cerna, J. (s.f.). Cinética química. [diapositivas de PowerPoint]. Recuperado el 27 de

        febrero de 2013.

 

Itesm. (s.f.). Cinética química. Recuperado el 27 de

        febrero de 2013 de http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r91120.PDF

 

Chang, R. (2010) Quimica, Decima edición. Mc Graw Hill. China.

 

Ecured. (s.f.). Catalizador. Recuperado el 27 de febrero de 2013 de   http://www.ecured.cu/index.php/Catalizador