ESTUDIO DEL EFECTO SOBRE

Transcripción

1 ESTUDI DEL EFECT DE LA TEMPERATURA SBRE LA VELCIDAD DE REACCIÓN 1

2 BJETIVS 1. Aalizar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacció..calcular la eergía de activació. 3. Determiar tiempos parciales de reacció. 4. Calcular k 1 /k a partir de la media aritmética de los cocietes de los tiempos parciales. 5. Determiar el orde de reacció respecto del agua oxigeada y la costate aparete.

3 Cómo ifluye CUALITATIVAMENTE la temperatura sobre la velocidad de ua reacció? Cómo ifluye CUANTITATIVAMENTE la temperatura sobre la velocidad de ua reacció? k = A e -Ea/RT A factor de frecuecia E a eergía de activació. 3

4 k = A e -E/RT Cómo podemos determiar la eergía de activació? l k l A E a 1 R T l k E a k 1 R 1 1 l k 1 E a T T 1 k R 1 1 T T 1 Es ecesario coocer k 1 y k? Cómo vamos a determiar e esta experiecia k 1/k? Midiedo tiempos parciales de reacció 4

5 Qué es el tiempo parcial de reacció? Cómo está relacioadas las costates de velocidad a dos temperaturas co los tiempos parciales a esas temperaturas? k 1 t 1 = k t. f (c 1, c,..., c o 1, c o,...) = k 1 t f (c 1, c,..., c o 1, c o,...) = k t 1 k 1 t p k t p1 Las cocetracioes iiciales, c o 1, c o, y parciales, ales, c 1, c, de los reactivos so las mismas a las dos temperaturas Qué codicioes tiee que cumplirse para que se cumpla esta ecuació? 5

6 Qué reacció vamos a estudiar? H + HI I + H Cuál es su ecuació de velocidad? a orde parcial del HI v = k [HI] a [H ] b b orde parcial del H Qué parámetros ciéticos se determia? v = k' [H ] b k' = k [HI] a = cte. Cómo se matiee costate [HI]? I + Na S 3 Na S + NaI NaI + H S 4 HI + NaHS 4 6

7 De qué compoete de la reacció vamos a seguir su evolució y porqué? H + HI I + H I +almidó I I Cómo vamos a seguir la evolució de la cocetració de I? I + Na S 3 Na S 6 + NaI 7

8 Cuál es el tiempo parcial de esta reacció? Cómo determiaremos el tiempo e que se cosume ua fracció de agua oxigeada? H + HI I + H I + Na S 3 Na S 6 + NaI reac 1 H I Na S3 Na S Na 3 S3 VNa S 3 Hemos cubierto los objetivos? 8

9 1. Aalizar el efecto de la temperatura sobre la velocidad d de reacció. Qué sucede a la velocidad cuado aumetamos la temperatura? Cómo lo observaremos? 9

10 .Calcular la eergía de activació. l 1 T k E 1 1 a t p k R T1 k t p1 k 1 3. Determiar tiempos parciales de reacció. t p = tiempo e que se cosume ua fracció de agua oxigeada reac H 1 I Na S3 4. Calcular k 1 /k a partir de la media aritmética de los cocietes de los tiempos parciales. Determiamos tiempos parciales a dos temperaturas. 10

11 5. Determiar el orde de reacció respecto del agua oxigeada y la costate aparete. H + HI I + H v = k' [H ] b k' = k [HI] a = cte. L H a = 1 k = -pediete H L H d H dt k' H a H 0 k' t 1 H t 0 reac H H H reac H I Na S3 a = H H 0 k' t k = pediete t 11

12 PRCEDIMIENT EXPERIMENTAL DISLUCINES SE PREPARAN UNA VEZ PARA LAS DS TEMPERATURAS 1) 50 ml de Na S M ) 100 ml de H de vol., por dilució de la de 110 vol. Dóde se guarda la disolució de tiosulfato? +6 - S - - S - S - porqué? Algua precaució co la disolució de agua oxigeada? H H + 1/ (g) 1

13 DISLUCINES SE PREPARA DS VECES UNA PARA CADA TEMPERATURA 3) 30 ml de H S 4 : 10 ml de H S 4 sobre 0 ml de agua 4) 500 ml de KI del 0.1 % e peso, 0.5 g e 500 ml de agua. Dóde y cómo se prepara la disolució de ácido sulfúrico? J!!! MUY EXTÉRMICA!!! 10 ml ÁCID 0 ml AGUA 13

14 Porqué se prepara ua vez las disolucioes de tiosulfato y agua oxigeada y dos las de sulfúrico y KI? f (c 1, c,..., c o 1, c o,...) = k 1 t 1 k 1 t 1 = k t. k 1 t p f (c 1, c,..., c o 1, c o,...) = k t k t p1 14 H + HI I + H [HI] = cte I + Na S 3 Na S 6 + NaI 0 H reac H H reac 1 H I Na S3 14

15 Dóde tiee lugar la reacció? Porqué? Baño termostático A qué temperatura? Cómo se mide? 1 ºC y 5 ºC Porqué comezamos a 10 ºC? Qué disolucioes se itroduce e el baño termostático y e que recipietes? imá Agitador magético 15

16 Cuádo se añade el ácido, el almidó y el agua oxigeada? E qué orde? El ácido cuado se ha efriado A cotiuació? 16

17 Uas gotas de almidó A cotiuació? 17

18 5 ml de agua oxigeada e u matraz aforado. N itroducir el matraz e el baño t = 0 Al añadir el agua oxigeada Cuádo comieza la reacció? Cuádo se coecta el croómetro? 18

19 De qué color so los reactivos? INCLRS H HI De qué color se vuelve el medio de reacció cuado ha comezado la reacció? Porqué? H + HI I + H Qué hacemos cuado la disolució se ha vuelto violeta? 19

20 3 ml Na S 3 Co qué se mide el volume de tiosulfato añadido? Porqué se añade 3 ml de tiosulfato? Qué sucede al añadir el tiosulfato? Porqué? I + Na S 3 Na S 6 + NaI 0

21 Ua vez añadido los 3 ml de tiosulfato t y la disolució ió se ha vuelto icolora Qué sucederá? Porqué? t SE HA CNSUMID EL TISULFAT Cuádo aotamos el tiempo? Cuádo añadimos el tiosulfato o cuado estese ha cosumido? reac 1 H I Na S3 t = t p 1

22 Qué hacemos a cotiuació? Añadir ua ueva alícuota de tiosulfato 3 ml Na S 3 de tiosulfato Qué sucede al añadir el tiosulfato? I + Na S 3 Na S 6 + NaI

23 Hasta cuado será icolora? t = tp Cuátas alícuotas de tiosulfato añadimos? 1 a 10 ºC 3

24 H + HI I + H I + Na S 3 Na S 6 + NaI H HI I I Na S 3 t =0 t = tp I... I Na S 3 I t = tp I

25 Qué hacemos al termiar la experiecia? A qué temperatura hay que poer el baño? 5 ºC Qué uevas disolucioes hay que preparar? 3) 30 ml de H S 4 : 10 ml de H S 4 sobre 0 ml de agua 4) 500 ml de KI del 0.1 % e peso, 0.5 g e 500 ml de agua. Cuátas alícuotas de tiosulfato hay que añadir? 16 Porqué más alícuotas que a la otra temperatura? 5

26 Podemos realizar los cálculos y cubrir los objetivos?. Calcular la eergía de activació. l k 1 Ea 1 1 k 1 t p k R T T1 k t p1 6

27 3. Determiar tiempos parciales de reacció. 10 ºC 0 ºC V tio (ml) t 1 (mm:ss) t 1 (s) t 1 (s) t (mm:ss) t (s) t (s) t 1 /t [H ]M Calcular y ver que tedecia tiee 7

28 t, será siempre iguales, para cada temperatura? Qué implicaría el que fuera siempre iguales? v = cte Lo será? Porqué solo se prueba si el orde respecto al agua oxigeada es uo y dos? Porqué o se prueba si el orde es cero? Qué implicaría que fuera de orde cero? b= 0 v = k' [H ] b = k = cte 8

29 Sabemos que t o será costate pero aumetará o dismiuirá? v = k' [H ] b [H ] v t 9

30 5. Determiar el orde de reacció respecto del agua oxigeada y la costate aparete. H + HI I + H v = k' [H ] b k' = k [HI] a = cte. L H d H dt k' H a a = 1 H L H NECESITAMS CNCER [H ] a = H H k' t H 0 k' t 1 H k = -pediete k = pediete t t 30

31 H H t 0 H reac H V 0 H total 1 V total V añadido Na S total H VH Na S3 3 1 V V V KI Na S3 VH HS V 4 Na S 3 5 ml H vol Alicuotas de 3mL H + HI I + H Na S M I + Na S 3 Na S 6 + NaI CALCULAR y UTILIZAR LAS CNCENTRACINES REALES 31

32 Cómo prepararemos 100 ml de agua oxigeada de Volúmees a partir de agua oxigeada de 100 Volúmees? 1 = 1 [H ] 1 V 1 = [H ] V H 100 Volúmees H Volúmees/.4L / 1L mol cte Volúmees Volúmees 1 V 1 = Volúmees V 100 ml de H Volúmees 3