Cinética Química: Influencia De La Concentración De Los Reactivos En La Velocidad De Una Reacción

¿INFLUYE LA CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOS EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN?

OBJETIVO

El objetivo de esta práctica es estudiar un parámetro que pueda influir en la velocidad de una reacción química, concretamente la concentración de los reactivos de la reacción siguiente:

Mi hipótesis es que la concentración de los reactivos influye en la velocidad de la reacción de un modo directamente proporcional.

Esta práctica consistirá en cambiar la concentración de uno de los reactivos de una disolución mediante agua destilada y comprobar cuál de ellas es la que se produce más rápidamente. Para ello, utilizaremos el aspecto que toman los reactivos; a medida que se forman los productos, la solución se vuelve más opaca. Para poder determinar correctamente la velocidad, consideraremos un tiempo constante para todas las concentraciones; utilizaremos un vaso de precipitados transparente, y debajo, colocaremos un trozo de papel con una marca con rotulador. Cuando la disolución sea tan opaca que nos impida ver la marca, pararemos el cronómetro.

Como vemos es un modo de control de variables cualitativo, por lo que podemos obtener incertidumbres importantes.

DETERMINACIÓN DE LAS VARIABLES

Variable independiente: Concentración del HCl.

Se manipula preparando distintas soluciones a partir de agua destilada y HCl 2M y utilizándolas en distintas reacciones con el mismo volumen de H₂S₂O₃.

El valor se medirá mediante los cálculos adjuntados en el anexo, realizados en el laboratorio.

Se escogerán cinco valores distintos de concentración comprendidos

entre 0,1 M y 2 M

Variable dependiente: Velocidad de la reacción.

Se mide según el tiempo que tarda la disolución a adoptar una opacidad que nos impide ver una marca existente en el fondo del vaso de precipitados.

Variables controladas:

Temperatura y presión ambientales.

Todas las experiencias se realizarán en el mismo momento y en el mismo ambiente para mantener constantes estas dos variables.

Volumen de HCl.

Las disoluciones de HCl serán todas de 5 mL, y en variar la molaridad, se añadirá agua destilada para mantener constantes esta variable.

Volumen de Na₂S₂O₃.

En cada experiencia se usarán 5 mL del reactivo.

Concentración del reactivo Na₂S₂O₃.

Usaremos el mismo tipo de reactivo, Na₂S₂O₃ (0,1 M), para que éste no influya en la investigación.

MATERIAL y REACTIVOS

HCl (0,1 M)

HCl (2 M)

H₂O destilada

Na₂S₂O₃ (0,1 M)

5 Vaso de precipitados

3 Pipeta pi-pump (10 ± 0,1 mL)

Cronómetro (± 0,5 s)

Papel y rotulador

PROCEDIMIENTOS

I. Preparación de las disoluciones. Después de hacer los cálculos, preparamos cinco vasos de precipitados (de capacidad de unos 20mL). Con una pipeta pi-pump (aspirador) añadimos la cantidad calculada de HCl (2 M) en cuatro de ellos, mientras que añadimos 5mL de HCl (0,1 M) en el quinto. Marcamos los vasos para saber qué molaridad de HCl contiene cada uno. Luego, con una pipeta pi-pump distinta a la primera, añadimos el agua destilada que hace falta para que todas las disoluciones tengan el mismo volumen, 5mL.

II. Medición de las variables controladas ambientales. Medimos, mediante la estación

meteorológica del instituto, la temperatura ambiente (10ºC) y la presión ambiental (1017.95hPa).

III. Preparación del material. Preparamos cinco hojas de papel y marcamos una cruz con rotulador, y disponemos los vasos de precipitados encima de éstas.

IV. Realización de la práctica. Añadimos, mediante otra pipeta distinta (es importante que los reactivos no se mezclen antes de la producción de la reacción), 5mL de Na₂S₂O₃ a uno de los vasos de precipitados, de modo que el volumen total es de 10mL. Activamos el cronómetro y, cuando ya no podamos apreciar la cruz que hay debajo del vaso, lo paramos. Repetimos el procedimiento con cada vaso de precipitados, y anotamos los resultados.

V. Eliminación de los residuos. Los residuos obtenidos pueden desecharse por la pica porque no suponen ningún peligro para el medio ambiente.

OBTENCIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS

En primer lugar se presentan los datos referentes a los reactivos antes de que se produzca la reacción:

Obtenemos disoluciones de HCl 5 ± 0,2 mL, ya que debemos considerar el error producido por las pipetas en añadir el agua y el HCl.

También debemos tener en cuenta el error en añadir el Na₂S₂O₃ (5 ± 0,1 mL), por lo que la disolución total tendrá un volumen total de 10 ± 0,3 mL.

Seguidamente, se muestran los datos cualitativos observados que hacen referencia a los cambios producidos durante el transcurso de la reacción:

La disolución, en un primer momento incolora, adopta un color crema, entre amarillo y blanco, debido al azufre

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