INFORME DE LABORATORIO. CINÉTICA QUÍMICA

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMAN
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL
PRACTICA N° 07
“CINETICA QUÍMICA”
ALUMNO			: JEAN CARLOS LAURACIO MARCA
DOCENTE			: ING. HAYDE QUISPE JIMENEZ
CÓDIGO			: 2015 - 178028
FECHA DE ENTREGA	: 22 DE DICIEMBRE DEL 2016
ASIGNATURA		: FISICOQUIMICA
GRUPO			: JUEVES DE 11:00 A 13:00
TACNA – PERÚ
2016
I. OBJETIVOS.
· Determinar la velocidad de reacción en función a la concentración y temperatura.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
La cinética química es un área de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la rapidez de reacción, cómo cambia la rapidez de reacción bajo condiciones variables y qué eventos moleculares se efectúan durante la reacción general (Difusión, ciencia de superficies, catálisis). La cinética química es un estudio puramente empírico y experimental; la química cuántica permite indagar en las mecánicas de reacción, lo que se conoce como dinámica química.
La Rapidez (o velocidad) de reacción está conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y depende de varios factores, como la concentración de los reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los reactivos. Uno de los factores más importantes es la concentración de los reactivos. Cuanto más partículas existan en un volumen, más colisiones hay entre las partículas por unidad de tiempo. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den colisiones entre las moléculas, y la rapidez es mayor.
 A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de colisión y con ella la rapidez de la reacción. La medida de la rapidez de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la rapidez de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La rapidez de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir moles/(l·s).
Factores que afectan a la velocidad de las reacciones
Existen varios factores que afectan la rapidez de una reacción química: la concentración de los reactivos, la temperatura, la existencia de catalizadores y la superficie de contactos tanto de los reactivos como del catalizador. Los catalizadores pueden aumentar o disminuir la velocidad de reacción.
· Temperatura
Por norma general, la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque al aumentarla incrementa la energía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven más rápido y chocan con más frecuencia y con más energía. 
· Estado Físico de los Reactivos
Si en una reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de contacto es menor y su rapidez también es menor. En cambio, si el área de contacto es mayor, la rapidez es mayor.
· Presencia de un catalizador
Los catalizadores aumentan o disminuyen la rapidez de una reacción sin transformarse. Suelen empeorar la selectividad del proceso, aumentando la obtención de productos no deseados. La forma de acción de los mismos es modificando el mecanismo de reacción, empleando pasos elementales con mayor o menor energía de activación.
Existen catalizadores homogéneos, que se encuentran en la misma fase que los reactivos (por ejemplo, el hierro III en la descomposición del peróxido de hidrógeno) y catalizadores heterogéneos, que se encuentran en distinta fase (por ejemplo la malla de platino en las reacciones de hidrogenación).
· Presión
En una reacción química, si existe una mayor presión en el sistema, ésta va a variar la energía cinética de las moléculas. Entonces, si existe una mayor presión, la energía cinética de las partículas va a aumentar y la reacción se va a volver más rápida; al igual que en los gases, que al aumentar su presión aumenta también el movimiento de sus partículas y, por tanto, la rapidez de reacción.
· Luz
La luz es una forma de energía. Algunas reacciones, al ser iluminadas, se producen más rápidamente, como ocurre en el caso de la reacción entre el cloro y el hidrógeno. En general, la luz arranca electrones de algunos átomos formando iones, con lo que aumenta considerablemente la velocidad de reacción.
Velocidad de Reacción
 Para conseguir un mejor aprovechamiento de la práctica a realizar, es necesario dominar los fundamentos y significado de los conceptos más básicos que se definen a través de la Cinética Química, que es rama de la química que estudia el avance de las reacciones químicas con respecto al tiempo y a la forma en que ocurren.
La Influencia de la Concentración sobre la velocidad: Ley de Velocidad
 Se puede encontrar, a partir de datos experimentales de concentraciones de los reactivos y velocidades de reacción, una ecuación o Ley de velocidad, que es puramente empírica, y sirve para determinar cómo cambia la velocidad cuando cambian las concentraciones de los reactivos en una reacción dada.
La Influencia de la Temperatura sobre la velocidad: La Ecuación de Arrhenius
Las velocidades de la mayoría de las reacciones químicas aumentan al aumentar la temperatura. Esto se puede notar muy fácilmente en nuestra vida diaria. Cuando se refrigeran los alimentos, el descenso de temperatura hace que la velocidad a la cual los microorganismos descomponen los alimentos baje ostensiblemente, por ejemplo. El efecto concreto de la temperatura sobre la velocidad de reacción radica en que la variación de la constante de velocidad k generalmente es directamente proporcional a la variación de la temperatura.
III. DETALLES EXPERIMENTALES. 
En la práctica de laboratorio determinamos la influencia de la concentración y la temperatura en la velocidad de reacción; necesitamos los siguientes materiales:
3.1 Materiales
- 16 tubos de ensayo.
- Un vaso de precipitado
- Una cocina eléctrica
- Un termómetro digital
- Un cronómetro
3.2 Reactivos
· Agua destilada
· Ácido sulfúrico (H2SO4)
· Tiosulfato de Sodio (Na2S2O3)
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
4.1 Influencia de la concentración en la velocidad de la reacción.
· Se vertió en 4 tubos de ensayo 6, 4, 3, 2 ml de tiosulfato de sodio (Na2S2O3) respectivamente en cada tubos de ensayo-
· En otros 4 tubos de ensayo se vertió 6 ml de ácido sulfúrico (H2SO4)
· Se añadió en el primer tubo de ensayo la cantidad medida de ácido sulfúrico (H2SO4), instantáneamente se agito y tomo el tiempo desde que entraron en contacto hasta que apareció un precipitado, se realizó este mismo procedimiento con los demás tubos.
4.2 Influencia de la temperatura en la velocidad de la reacción.
· Se vertió en 4 tubos de ensayo 3 ml de tiosulfato de sodio (Na2S2O3)
· En otros 4 tubos de ensayo se vertió 3 ml de ácido sulfúrico (H2SO4). 
· Se colocó los 8 tubos se ensayos en un vaso con agua y medimos su Temperatura.
· Después de 5 minutos se mezcló los contenidos de los tubos de la misma forma que en la primera experiencia. 
· Se agito y se tomó el tiempo en que el reactivo forme un precipitado.
· Se calentó el vaso con los tubos hasta una Temperatura de 10°C más que la inicial y se repitió el experimento.
· 
V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
5.1 Influencia de la concentración en la velocidad de reacción
Tabla 1. Resultados de la mediciones del tiempo de la reacción y sus respectivas concentraciones.
	Tubo de ensayo
	Volumen (ml)
	Concentración
Na2S2O3
	H2SO4
(ml)
	Tiempo
(seg)
	V=1/t
	
	Na2S2O3
	H2O
	
	
	
	
	1
	6
	0
	7,5%
	6
	5.9
	0.16
	2
	4
	2
	5%
	6
	8.1
	0.12
	3
	3
	3
	3,75%
	6
	12.29
	0.08
	4
	2
	4
	2,5%
	6
	21.17
	0.04
Fuente: Elaboración propia
Grafica 1. Velocidad de reacción en función a la concentración del tiosulfato de sodio (Na2S2O3).
La grafica 1 afirma que las concentraciones de Na2S2O3 influyen en la velocidad de reacción, dando el coeficiente de determinación 0.9657 siendo un óptimo valor. La concentración esdirectamente proporcional a la velocidad de reacción.
5.2 Influencia de la temperatura en la velocidad de reacción.
Tabla 2. Resultados de la mediciones del tiempo de la reacción en función de la temperatura.
	Tubo de ensayo
	Na2S2O3
(ml)
	H2SO4
(ml)
	Tiempo
(seg)
	Temperatura
(ºC)
	V=1/t
	1
	3
	3
	4.2
	25,3
	0.23
	2
	3
	3
	4.83
	35,3
	0.20
	3
	3
	3
	2.5
	45,3
	0.4
	4
	3
	3
	1.23
	55,3
	0.81
Fuente: Elaboración propia
Grafica 2. Velocidad de reacción en función a la temperatura.
En la gráfica 2 podemos observar que mientras más asciende la temperatura, más veloz es la velocidad de reacción, siento el coeficiente de determinación 0.9999 pudimos obtener un resultado verídico.
I. CONCLUSIONES
· Los factores que influyen en la velocidad de reacción son la concentración y la temperatura, siendo ambas directamente proporcional.
II. BIBLIOGRAFÍA
https://www.sites.google.com/site/equipoquimicaexperimental6/practica-13-cinetica-y-equilibrio-quimico
Baeza, J. (2016). Conceptos básicos de cinéticaquímica. Uv.es. Retrieved 20 December 2016, from http://www.uv.es/baeza/cqtema3.html
Cinética Quimica. (2016). Retrieved 20 December 2016, from https://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/miembros/Web_Sofia/GRUPOS/Tema%206.pdf
Silva, C. (2014) Cinética y equilibrio químico. Retrieved el 4 December 2014.
Concentración vs Velocidad de reacción
7.5	5	3.75	2.5	0.16	0.12	0.08	0.04	Concentración (%)
Velocidad de reacción (S)
Temperatura vs Velocidad de reacción
25.3	35.299999999999997	45.3	55.3	0.23	0.2	0.4	0.81	Temperatura (°c)
velocidad de reacción (s)