Práctica 2: cinética

Práctica 2. Cinética

Objetivos

El experimento consta de tres partes principales para estudiar cómo intervienen ciertos factores en la velocidad de una misma reacción:

A.    Disminución en la concentración de uno de los reactivos.

B.    Disminución de la temperatura.

C.    Introducción de un catalizador.

Material y reactivos empleados

MATERIAL	REACTIVOS
-1 probeta -4 matraces Erlenmeyer de 100Ml -Pipetas Pasteur (cuentagotas) -Varilla de vidrio -1 cronómetro y 1 termómetro	-Yodato de potasio 0,150M, KIO -Hidrógeno sulfito de sodio 0,020M,NaHSO -Disolución de almidón al 2% -Nitrato de cobre (II) 0,20M -Agua

Método experimental

            Se procederá a la realización de un total de 5 experiencias. Cada una de las experiencias se repetirá una determinada serie de veces con el fin de minimizar el error cometido. Así, tenemos que:

• Experiencia 1:
• 2 mL de yodato 0,15 M y 5 mL de agua.
• 2 mL de hidrogenosulfito 0,02 M y 1 mL de almidón al 2%.
• Experiencia 2:
• 1,5 mL de yodato 0,15 M y 5,5 mL de agua.
• 2 mL de hidrogenosulfito 0,02 M y 1 mL de almidón al 2%.
• Experiencia 3:
• 1 mL de yodato 0,15 M y 6 mL de agua.
• 2 mL de hidrogenosulfito 0,02 M y 1 mL de almidón al 2%.
• Experiencia 4*¹:
• 2 mL de yodato 0,15 M y 5 mL de agua.
• 2 mL de hidrogenosulfito 0,02 M y 1 mL de almidón al 2%.
• Experiencia 5*²:
• 2 mL de yodato 0,15 M y 5 mL de agua.
• 2 mL de hidrogenosulfito 0,02 M y 1 mL de almidón al 2%.

*¹En esta experiencia se introducirá la disolución en una cámara frigorífica con el fin de estudiar el efecto de la temperatura en la velocidad de reacción.

*²En esta experiencia se añadirá nitrato de cobre (II), que contiene ion  cobre, el cual actúa como catalizador en la reacción. Así podremos determinar experimentalmente qué provoca la inclusión de un catalizador en la reacción.

Resultados y conclusiones

A continuación se adjunta una tabla con la media de los  resultados obtenidos en la experimentación:

Exp.	tmedio(s)	Tmezcla (°C)	[IO3ˉ] , mol/L	[HSO3ˉ], mol/L:	v en mol/L.s
1	105	23	0,03	0,004	1,26984E-05
2	121	22,8	0,0225	0,004	1,10193E-05
3	193	23,1	0,015	0,004	6,90846E-06
4	199	9,2	0,03	0,004	6,70017E-06
5	26	22,9	0,03	0,004	5,12821E-05

A) Efecto de la concentración (experiencias 1-3)

Como se puede observar, a medida que hemos disminuido la concentración de ion yodato, la velocidad de reacción ha disminuido, hasta el punto que al reducir a la mitad la concentración de yodato: v₁=1,82 v₂

Este resultado experimental corrobora a la perfección el marco teórico explicado con anterioridad, y se puede concluir que:

 

B) Efecto de la temperatura (experiencias 1 y 4)

En esta ocasión, las concentraciones de los reactivos se han mantenido. Sin embargo, al disminuir introducir la disolución 4 en una cámara frigorífica se ha conseguido un descenso de la temperatura. Observamos, pues, que al disminuir la temperatura también lo ha hecho la velocidad de reacción. v₁=1,88 v₂

C) Efecto de los catalizadores

Las concentraciones de reactivos han permanecido constantes. Sin embargo, se observa que la velocidad de reacción ha disminuido de forma notable v1= 4,06 v2. Esto es debido a, como bien queda explicado anteriormente, la introducción de un catalizador positivo, que ha provocado un aumento más que notable en la velocidad de nuestra reacción sin intervenir en la misma.

D) Energía de activación

A partir de los experimentos realizados también se dispone de los datos suficientes para determinar la energía de activación. Entendiendo por energía de activación la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química determinada, por lo que lógicamente debe ser positiva.

            En nuestro caso particular se ha obtenido un valor aproximado de +27kJ, que hemos podido determinar haciendo uso de las experiencias 1 y 4 (variaba la temperatura) a partir de las siguientes ecuaciones:

,obteniendo las k para las dos temperaturas, y despejando  la energía de activación