VELOCIDAD DE REACCION

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Instituto Tecnológico de Estudios 
Superiores de Monterrey
 Campus Tampico
Laboratorio de Química
Práctica 7: Velocidad de reacción.
Equipo 6:
Sergio Fernando Castillo Hernández A01411068
José Alberto Terán Sigrist A01410950
Camilo Antonio Manzur Schekaibán A00513036
Guillermo Nader Caballero A00512864
Arturo Hernández Vidal A01411164
Galo Samuel Palacios López A00513611
Fecha de realización de práctica: 03 y 06 de Marzo del 2015
Fecha de Entrega de Reporte: 10 de Marzo del 2015
0
ÍNDICE
Objetivo.	2
Introducción.	2
Actividades previas.	2
Lecturas.	2
Cuestionario.	3
Desarrollo experimental.	4
Fundamento teórico.	4
Reactivos y materiales.	4
Procedimiento.	5
Bitácora.	7
Registro fotográfico.	7
Observaciones.	8
Cálculos y Resultados	9
Manejo de residuos	11
Conclusiones.	11
Cuestionario.	12
Referencias.	14
Objetivo.
Analizar la influencia de la temperatura y la concentración de los reactivos sobre la velocidad de reacción.
Introducción.
Uno de los puntos más importantes que debemos conocer y comprender antes de realizar una práctica de laboratorio, es la velocidad a la que se llevarán a cabo las reacciones químicas que realizamos, para administrar el tiempo que necesitamos al realizar tal práctica. 
La velocidad de reacción se define como la cantidad de sustancia que se transforma en una determinada reacción por unidad de volumen y tiempo. Fundamentalmente, esto quiere decir cuánta sustancia reacciona en un determinado tiempo y volumen específico.
Es fundamental que conozcamos los tiempos aproximados en que se llevarán a cabo las reacciones ya que, de otro modo, solo estaríamos improvisando las reacciones y no sabríamos si una reacción tarda horas en llevarse a cabo, o segundos, lo cual, puede acarrear problemas minúsculos, como por ejemplo, el desperdicio de tiempo, o consecuencias más graves, como un accidente por no respetar el tiempo en que la reacción se hubiera llevado a cabo normalmente.
Finalmente, vale la pena recalcar la importancia de conocer la velocidad de las reacciones utilizadas, no solo para poder realizar un reporte de laboratorio adecuado, sino también por la seguridad de los presentes en el laboratorio.
Actividades previas.
Lecturas.
Capítulo 13. Cinética química.
Raymond Chang.
MacGraw-Hill.
Cuestionario.
1. Defina velocidad de reacción y mencione las unidades en que se debe reportar.
Es la velocidad en la cual una reacción se efectúa y sus unidades son mol/ (Lts*seg.)
2. ¿Cuáles son los factores que afectan la velocidad de reacción?
•	Cualquier forma de favorecer el contacto entre los reactivos, porque para poder reaccionar, romperse unos enlaces y formarse otros tendrá que existir un contacto entre las moléculas, iones, etc.
•	La temperatura.
•	Utilizando catalizadores.
•	La naturaleza de la reacción.
•	La concentración.
•	La presión.
•	El orden de la reacción.
•	Radiación Electromagnética.
•	La superficie de contacto.
•	El mezclado.
3. ¿Qué ventajas nos proporciona saber la velocidad de reacción?
Al decirnos el tiempo que tarda en reaccionar una sustancia podemos aprovechar y realizar otras acciones relacionadas a esa mezcla, como por ejemplo, aprovechar sus propiedades intermedias. Podríamos, incluso, usar ese dato de rapidez, y manipularlo, modificando las condiciones de un sistema para hacer que interaccione más rápido o más lento, dependiendo a nuestros fines. 
4. ¿Qué es más importante, conocer la velocidad de una reacción o el rendimiento de la misma?
Las dos son importantes, sin embargo, en orden de aprovechar al máximo los reactivos y lograr más eficiencia, es más importante conocer el rendimiento que tendrá una reacción. 
Desarrollo experimental.
Fundamento teórico.
La cinética química estudia dos aspectos de una reacción química: la velocidad y el mecanismo de reacción. La velocidad de reacción es la variación de la concentración de los reactivos y productos con el tiempo. La velocidad de reacción puede verse afectada por diversos factores como la naturaleza y concentración de los reactivos y la presencia de catalizadores como la temperatura.
Reactivos y materiales.
Material.
	Experimento 1
	Experimento 2
	3 pipetas graduadas de 10 ml.
3 vasos de precipitado de 100 ml.
1 reloj o cronómetro.
1 hoja de papel blanca.
1 bolígrafo o lápiz.
	3 tubos de ensayo 16 x 150 ml.
1 vaso de precipitado de 1000 ml.
1 termómetro.
1 soporte universal con anillo.
1 rejilla de asbesto.
1 reloj o cronómetro.
1 mechero Bunsen.
1 gradilla.
2 pipetas graduadas de 5 ml.
Reactivos.
	Experimento 1
	Experimento 2
	Solución acuosa de Na2S2O3 0.25 M.
Solución acuosa de HCl 2.0 M.
Agua destilada.
	Solución de KMnO4 0.065 M.
Solución de ácido oxálico (H2C2O4) 1.0 M.
Agua destilada.
Procedimiento.
Actividad 1. Preparación de las mezclas.
Identifique los vasos de precipitado.
- Se identificaron con cinta y un plumón.
Realice las mezclas como se indica en la siguiente tabla:
	Vaso
	1
	2
	3
	4
	5
	Na2S2O3 (ml)
	24.9
	16.6
	8.3
	8.3
	8.3
	H2O (ml)
	8.3
	8.3
	8.3
	16.6
	24.9
- Se realizaron las mezclas usando la mayor precisión posible en la medición. 
Actividad 2. Proceso de reacción.
Con una pluma o lápiz marque una cruz sobre la hoja de papel.
Coloque encima el primer vaso de precipitado.
Agregue 1 ml de solución de HCl al mismo tiempo que inicia el cronómetro.
En el momento que ya no pueda ver la cruz a través de la mezcla del vaso, detenga el cronómetro.
- Se detuvo el cronómetro en el momento en que la mayoría de los integrantes del equipo ya no alcanzaban a observar la cruz marcada anteriormente.
Repita la actividad con los demás vasos de precipitado.
- Los demás vasos fueron colocados con cuidado y por encima de la X, cuando no se alcanzaba a ver la X, comprobándolo la mayoría de los miembros del equipo, se tomaba el tiempo. 
Actividad 3. Efecto de la temperatura.
Prepare un baño María con agua a 20 °C. Mantenga la temperatura constante.
En tres tubos de ensayo agregue a cada uno 3 ml de solución de H2C2O4 y 1 ml de agua destilada.
En uno de los tubos agregue 2 ml de solución de KMnO4.
Coloque el tubo en el baño María al mismo tiempo que inicia el cronómetro.
En el momento que desparezca la coloración rosa o violeta, detenga el cronómetro.
- Se inició el cronómetro cuando el tubo de ensayo fue introducido en el baño María y se esperó a que casi desapareciera la coloración
Aumente la temperatura del baño María a 40 °C. Mantenga la temperatura constante.
Repita los pasos c, d y e con el tubo 2.
Aumente la temperatura del baño María a 80 °C. Mantenga la temperatura constante.
Repita los pasos c, d y e con el tubo 3.
Bitácora.
Registro fotográfico. 
2 Reacción de las mezclas (Act. 2).
4 Preparación de las mezclas en la actividad 3.
3 Reacción de las mezclas y medición del tiempo. (Act 2.).
1 Preparación de las Mezclas. (Act. 1).
6 Coloración base a la comparación de las velocidades de reacción.
5 Medición del tiempo y comparación de tonalidades diferentes desfasadas, producidas por la velocidad de cada reacción.
Observaciones.
*La observación más notoria durante la realización de esta práctica, fue que a todos los equipos nos dieron valores medidos de tiempo de reacción muy diferentes en la actividad 2, probablemente a la inexactitud de las medidas durante la realización de las mezclas.
*En las mezclas de ácido clorhídrico y tiosulfato de sodio, nuestro equipo registro valores muy proporcionales en función a la concentración que se usaba, teniendo una variación de aproximadamente 1 minuto de tiempo entre cada reacción.
*Al realizar la actividad 3, se pudo observar que la velocidad de reacción guiada por la temperatura es muy notoria, ya que el tiempo de reacción en los 3 casos fue muy diferente. 
Cálculos y Resultados
*Para llevar a cabo la elaboración en la actividad 1, utilizamos disoluciones de Na2S2O3 a 0.25M, y HCI a 2.0M en 250 ml de agua destilada.
Para la disolución de Na2S2O3, tenemos que agregar ciertos gramos 250 ml de disolvente para obtener 0.25M en la mezcla, los cuales se calcularon de la siguiente manera:
Sabiendoque el peso del Na2S2O3 es 158 g/mol; entonces:
0.25 M = = > Moles de soluto = 0.0625
(158.03 g/mol) (0.0625) = 9.875 g de tiosulfato de sodio.
Por otra parte para la disolución de 2.0 M HCI necesitamos:
2.0 M = => moles = 0.5
(36.46) (.5M) = 18.23 gramos de HCI
Pero, al ser medidas volumétricamente por estar en su estado líquido, necesitamos usar su densidad y así relacionar su masa;
Densidad del Na2S2O3 = 1.67 g/cm3 = => V = 5.91 ml.
Densidad del HCI = 1.12 g/cm3 = => V = 16.27 ml.
*En el experimento 2:
Para hacer la disolución de KMnO4 a 0.065M vamos a necesitar ciertos gramos disueltos en 250 ml de agua, calculados de la siguiente manera:
0.065 M= => moles = 0.325
(0.325 moles) (158.03 g/mol) = 5.13 g.
En cambio para la disolución de Ácido oxálico a 1 M, necesitamos: 
1 M = => 0.25 moles
(0.25 moles) (90.03 g/mol) = 22.5 gramos de soluto
*Para la tabla del cuestionario final.
Para saber que concentración tiene el tiosulfato de sodio en las mezclas de la actividad 1, tomaremos de base las concentraciones calculadas en los datos los datos anteriores, y utilizaremos la regla de proporcionalidad para obtener el dato. 
 Sí: 0.0625 mol 5.91 ml
Entonces: 
0.26 mol 24.9ml
 0.17 mol 16.6ml
0.0877 mol 8.3ml
Manejo de residuos
Al haber sido diluidas las sustancias primas lo suficiente como para no causar ningún daño al ambiente, pudimos desechar los residuos por la cañería del laboratorio, sin ningún problema.
Conclusiones.
La práctica de velocidad de reacción nos dejó un gran aprendizaje al cumplir con el objetivo, que era analizar la influencia de diversos factores, tales como la temperatura y la concentración de los reactivos, sobre la velocidad de reacción.
Mediante la realización de esta práctica aprendimos que la velocidad de reacción puede ser modificada si de alteran los factores de la naturaleza de la reacción. Por ejemplo; la combustión del butano en fuego es una reacción que sucede en fracciones de segundo pero, la oxidación del hierro bajo temperaturas atmosféricas es una reacción muy lenta, la cual puede tardar incluso años. Esto es por las condiciones a las que se somete ese proceso químico, si se alteraran estas condiciones, la velocidad de la reacción podría cambiar drásticamente, depende de que se le hiciera al entorno del mismo proceso. 
Por consecuente, también aprendimos a diferenciar los factores que pueden influir en la velocidad de la reacción, por ejemplo; la temperatura a la cual se desarrolla la reacción, la naturaleza de los reactivos, la concentración de los reactivos o algún catalizador si es que hubiera uno. 
Cuestionario.
1. Escriba la reacción balanceada de la actividad 2; construya la gráfica de concentración de tiosulfato de sodio (eje x) contra tiempo (eje y) y explique la influencia de la concentración de tiosulfato de sodio sobre la velocidad de reacción.
La velocidad de una reacción es favorecida por la concentración de la misma reacción. Al haber más concentración del tiosulfato de sodio, y cantidad constante de ácido clorhídrico, las moléculas de dichos reactivos tienden a tener más contacto dentro de la disolución lo que hace el tiempo de reacción sea menor. Ahora bien, la razón del porqué el tiempo seguía disminuyendo cuando la concentración del tiosulfato permanecía constante se debe a que el agua, es decir, el disolvente mayor, disminuía en la disolución, causando, que las moléculas de los reactivos principales tuvieran aún más contacto, acelerando la velocidad de la reacción, a pesar de que estos reactivos se mantuvieran constantes.
2. Escriba la reacción balanceada de la actividad 3; construya la gráfica de temperatura (eje x) contra tiempo (eje y) y explique la influencia de la temperatura sobre la velocidad de reacción.
Al incrementar la temperatura a la que se lleva a cabo una reacción, se incrementa la energía cinética de las moléculas presentes, es decir, las partículas se mueven con mayor velocidad impactando con más violencia a todo objeto cercano, incluyendo a las moléculas del, o los reactivos con quién está reaccionando. Debido a esto, si la temperatura de una reacción química aumenta entonces lo hará la velocidad de manera proporcional.
3. Describa cómo funciona el método del Carbono-14 para la determinar la antigüedad de los objetos encontrados en las excavaciones arqueológicas.
Mientras viven, las plantas y los animales absorben bióxido de carbono del aire (un átomo de C14 por cada billón de C12), y cuando mueren, sus átomos de C14 comienzan a desintegrarse. Como se conoce la velocidad de desintegración del C14, al que no lo afectan factores externos, la edad de los restos puede calcularse contando el número total de átomos de carbono que contienen y comparando la proporción entre los de C14 y los de C12.
Referencias. 
Chemical Portal, (2015), Recopilado de; http://es.webqc.org/balance.php?reaction=Na2S2O3+%2B+HCl+%3D+NaCl+%2B+SO2+%2B+S+%2B+H2O
Selecciones, (2015), “¿Cómo es el método del Carbono 14?”, Recopilado de; http://mx.selecciones.com/contenido/a2188_como-es-el-metodo-del-carbono-14
Columna1	
8.77E-2	8.77E-2	8.77E-2	0.17	0.26	6.53	4.9000000000000004	4.25	2.91	1.9	Concentración del Tiosulfato de sodio (moles)
Minutos
Serie 1	
20	40	80	23.28	3.96	0.66	Temperatura de la reacción (°C)
Minutos 
14