Cinética: Ley de velocidad de una reacción

Cinética: Ley de velocidad de una reacción

Objetivos

1. Determinar la ley de reacción entre el ion yoduro (1) y el ión persulfato (S208?-)

2. Determinar la constante de velocidad, k, de la reacción.

3. Observar el efecto de un catalizador en la velocidad de reacción

y= 0.254*[1F-] 0.25% [S2037125

Teoría

Cinética química es la rama de la química que estudia la velocidad de reacción, las

condiciones que la afectan y lo que ocurre a nivel molecular durante la reacción. Los

factores que pueden afectar la velocidad de una reacción son: la concentración de los

reactivos, la presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el área de

superficie de reactivos sólidos. Un catalizador es una sustancia que aumenta la

velocidad de reacción sin consumirse en la reacción total (se recupera al final de la

reacción).

La velocidad de una reacción se puede expresar como la cantidad de un producto que

se forma, o como la cantidad de un reactivo que se consume, por unidad de tiempo.

Si la cantidad se expresa en términos de molaridad y el tiempo en segundos, la unidad

de velocidad de reacción es M/s. La concentración molar se indica encerrando la

fórmula de la sustancia entre corchetes, así:

[ S20s?-] = concentración molar del ion S203?..

El cambio en molaridad y en tiempo se indica con el símbolo A [ S203?] y At, de

modo que la velocidad de reacción se expresa como el aumento de concentración

molar de un producto por unidad de tiempo, o como la disminución de la

concentración molar de un reactivo por unidad de tiempo.

Reacción que se investiga

En este experimento se estudia la reacción de oxidación-reducción que ocurre entre

las sales solubles persulfato de potasio (K28203) y yoduro de sodio (KI). Los

aniones T y S20g son los que sufren cambio en la reacción.

La ecuación global sería NazS20g (ac) + 2Nal (ac) 2 12 (ac) + 2 NazSO, (ac)

La ecuación iónica neta es: S20g” (ac) + 2 1 (ac) 2 Ix(ac) + 2 SO4+(ac) 0)

La forma general para la ley de velocidad es: Velocidad = k [S2-03?]" [FHJ"

Los datos del experimento deben conducir a encontrar los valores de los exponentes

m y n y de la constante de velocidad, k. Para saber cuándo la reacción entre TI y S20g?

ha progresado hasta un punto definido hasta el cual se puede medir el tiempo, se añade

al sistema de la reacción estudiada, una segunda reacción para que actúe como

cronómetro. A la mezcla de reacción se añade una cantidad definida de otro reactivo

(Na28203) y una solución de almidón. El almidón actuara como indicador ya que en

presencia de l», el almidón forma un complejo de color azul oscuro, La aparición

súbita del color actúa como la alarma de un reloj indicando el momento justo en el

cual se completa la reacción de la cantidad definida del ion S203” que se añade a la

mezcla de reacción.

En la 2* reacción, el anión S203? añadido reacciona con el l2 según se va produciendo

en la reacción (1), hasta el punto en el cual se consume todo el $203” presente En la

mezcla de reacción, asf:

L (ac) + 2 S203? (ac) 2 2 T (ac) + S4Os” (ac) (4)

En ese momento, el 12 que se sigue produciendo en la reacción (1), reacciona

inmediatamente con el almidón y súbitamente aparece el color azul oscuro.

L (ac) + almidón(ac) 2 l2. Almidón(ac) (3)

azul oscuro

Las reacciones (2) y (3) ocurren tan rápidamente que se presume que no afecten la

medida del tiempo de reacción. Para todos los experimentos se añade la misma

cantidad de S203? y se da por terminada la reacción cuando se consuma totalmente,

punto indicado por el cambio de color, por lo que se establece un punto de

comparación para determinar la velocidad de la reacción. Al medir el tiempo que

trascurre desde que se mezclan los reactivos hasta que ocurre el cambio de color, se

obtiene el At de la reacción.

Para poder calcular la velocidad de la reacción (1) es necesario obtener A[S20s” ] que

es uno de los iones que se consume en la reacción, así:

Observado las reacciones (1) y (2) por definición de velocidad se tiene ,

= 218209]_ _1407]_, 4lr]_ ,1 4[s07"]

At 2 At At 2 át

1 A|s¿037]

At

Y =

2- 2-

Velocidad

...