Informe 3 de laboratorio de quimica 2 virtual, Apuntes de Química

¡Descarga Informe 3 de laboratorio de quimica 2 virtual y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!

Informe de laboratorio

PRACTICA 3: CINÉTICA QUÍMICA: RELOJ DE YODO

PARALELO: A

INTEGRANTE:

• Aldrin Josué Chavez Piguave

FECHA DEL EXPERIMENTO:

8 de noviembre del 2021

OBJETIVO DEL EXPERIMENTO

 Conocer las formas en que se producen las reacciones a tiempos y temperaturas diferentes

 Calcular de manera congruente los órdenes de reacción y el coeficiente cinético a través de los

conocimientos sobre cinética química

 Aprender el principio experimental de una reacción conocida como Reloj de Iodo.

MARCO TEORICO

El reloj de yodo es una reacción química representativa en donde se mezclan dos soluciones

incoloras que permanecen acromicos hasta cambiar repentinamente a un azul purpura intenso, las

condiciones del tiempo cuando sucede el cambio de color vienen dadas por la temperatura, concentración

y otros factores.(Cortés, 2018, p. 75) La reacción implica la oxidación del ion Yoduro I

−¿¿

a yodo disuelto

I

2

o ion triyoduro I

3

−¿¿

. Al momento de combinarse uno de estos dos productos con el almidón se consigue el

característico color azul. La reacción básica es:

6 H

+¿+IO 3

−¿+ 8 I

−¿→ 3 I

3

−¿+ 3 H 2

O ¿

¿

¿

¿

Pero esta reacción no muestra un cambio de color considerable ni tiempos de espera. Este

tiempo está relacionado a la velocidad de la reacción inversamente proporcional, mientras más rápido es la

velocidad de reacción, menos será el tiempo de espera. (Caetano Sousa, 2021, p. 25)Para poder cambiar

estos tiempos de espera y que existan cambios bruscos de color se agrega un agente reductor con

concentraciones diferentes. Este agente reacciona muy lentamente con el Ion yodato y rápidamente con el

ion triyoduro eliminando este último tan rápido como se produce, de tal forma que la concentración no

alcanza un cambio de color hasta que se consuma el agente reductor.

H

3

As O

3

+ I

3

−¿+H 2

O → HAsO 4

− 2

• 3 I

¿

¿¿

Las reacciones netas presente en el reloj de Yodo es la siguiente siempre y cuando exista el agente

reductor:

IO

3

−¿+ 3 H 3

As O 3

→ I

−¿+ 6 H

+¿ + 3 HAsO

4

− 2 ¿

¿

¿

Reacción de oxidación del

IO

3

−¿ ¿

IO

3

−¿ → I

−¿+ 3 HAsO 4

− 2

¿

¿

Reacción de reducción del AsO 4

− 2

3 H

3

As O

3

→ 6 H

+¿+ 3 HAsO

4

− 2

¿

El uso de un buffer normalmente de ácido acético o acetato de sodio es importante para

mantener la concentración de los iones de hidrogeno. (Quimitube, 2021)

Temperatura ( C

°

)

Tiempos cuando

aparece el color

azul en la

solución (s)

Tiempo promedio (s)

5

123.4 122.

15

45.1 44.

25

17.9 18.

35

8.5 8.

45

4.3 4.

CALCULOS Y RESULTADOS

Se calculan los órdenes de la reacción

Definiciones

Tabla para el cálculo de la constante k de las reacciones

La ecuacion quimica es tal que : IO

3

−¿+ 3 H 3

As O 3

→ I

−¿+ 6 H

• ¿+ 3 HAsO

4

2 −¿ ¿ ¿

¿

¿

Se define como una relacioncuando : v=−d ¿ ¿ ¿

Entonces se aplicala ley de las velocidades : v=k ¿

[

H

3

As O

3

]

0

Molaridad inicial igual para todas las reacciones

Cálculos:

v=k ¿

v

2

v

1

=k ¿ ¿ ¿

Experimento 2 y 1

k ¿ ¿

a

17.933 s

9 s

a

a=

ln 2

ln 2

Experimento 3 y 1

k ¿ ¿

b

17.933 s

4.966 s

b

b=

ln 3.

ln 2

Experimento 4 y 1

k ¿ ¿

4 x 10

− 5

2 x 10

− 5

c

17.933 s

4.9 s

c

c=

ln3.

ln 2

Por consiguiente, se hace una tabla de datos con la temperatura en kelvin y el tiempo promedio en

segundos. Además, se añade una gráfica según la relación proporcionada

Temperatura en K (T) Tiempo promedio en s (t) 1/T ln( t )

278 122,633 0,003597 4,

288 44,9 0,003472 3,

298 18 0,003356 2,

308 8,23 0,003247 2,

318 4,166 0,003145 1,

0 0 0

0

1

2

3

4

5

6

f(x) = 7496.33 x − 22.

R² = 1

Ln(t) vs. 1/T

1/T

Ln(t)

La ecuación predefinida obtenida mediante el grafico es:

ln t

c

T

Que viene de:

ln t

c

=ln

constante

A

E

a

RT

Modificando el factor

E

a

RT

a conveniencia:

ln t

c

=ln

constante

A

E

a

R

T

Entonces se toma a consideración que:

Ea

R

R ∙ 7496 mol ∙ K =Ea

Sabiendo que:

R=8.

J

mol ∙ K

Con todos los datos se opera y se obtiene:

Ea=8.

J

mol ∙ K

∙ 7496 mol ∙ K → Ea=8.

J

mol ∙ K

∙ 7496 mol ∙ K

Ea= 62324 J

Ea= 62324 J ∙

1 kJ

1000 J

=62.324 kJ

GRAFICOS

Experimento 1

Experimentos a temperatura constante (Se toma en cuenta la Experimentación 1 y sus valores de

concentraciones)

6 H

+¿+IO 3

−¿+ 8 I

−¿→ 3 I

3

−¿+ 3 H

2

O ¿

¿

¿

¿

Los valores de H

+¿¿

, IO

3

−¿ ¿

y 8 I

−¿¿

son 1, 5/9 y 5/9 respectivamente, al analizar la estequiometria de la

reacción y los valores de los ordenes de reacción se concluye que no tienen alguna relación significativa.

CONCLUSIONES

Una de las condiciones importantes para poder determinar el orden de la reacción es que, al momento de

determinar las Molaridades de los iones presentes, estas sean al menos iguales en cada una de las

ecuaciones de la ley de velocidad por cada experimentación, para que de esta forma se puedan simplificar

algunos datos y sea más factible el cálculo de los órdenes por separado

Las unidades de la velocidad de la reacción por convención se saben que son Molaridad sobre segundo, las

unidades de la constante cinética de la reacción que se analiza en este informe son espéciales ya que al

existir ordenes de reacción fraccionarios toma una naturaleza diferente

Los órdenes de reacción difieren de gran manera en los coeficientes estequiométricos por lo que se dice

que no hay alguna interacción entre estos dos valores muy distintos.

Para concluir se destaca que la reacción sucede en dos tiempos diferentes, el primero tiene una velocidad

muy lenta que describe el cambio del Yodato al Triyoduro. Por consiguiente, sucede la eliminación de

triyoduro que se forma antes de que pueda crear el complejo con almidón, esta última sería la reacción de

velocidad rápida.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Caetano Sousa, M. (2021). Manual de Laboratorio de Quimica 2. 58.

Cortés, F. (2018). La química y el tiempo. Reacciones reloj. Educación Química , 5 (2), 74.

https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.1994.2.

Quimitube. (2021). Experiencias de laboratorio: El reloj de yodo. Quimitube.com.

https://www.quimitube.com/reacciones-oscilantes-reloj-de-yodo/