DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PEROXIDO DE HIDRÓGENO EN SOLUCIÓN ACUOSA Y AMBIENTE NEUTRO

INFORME 1:

DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PEROXIDO DE HIDRÓGENO EN SOLUCIÓN ACUOSA Y AMBIENTE NEUTRO

RESUMEN

Uno de los equipos más importantes y comunes dentro de las distintas industrias son los reactores esto debido a que son el corazón de la fábrica. Entendiendo lo importantes que son los reactores es de vital importancia contar con reactores que sean lo más eficientes posibles y que se adecuen a las necesidades de la fábrica. Para poder construir un buen reactor se debe conocer la cinética de la reacción que se llevara a cabo dentro de él, de esta forma se pueden decidir diferentes parámetros con los que debe cumplir el reactor.

En este laboratorio se espera determinar experimentalmente la ecuación de velocidad de reacción y los parámetros cinéticos de la descomposición del peróxido de hidrogeno, verificar experimentalmente la acción catalítica de algunas sales tales como yoduro de potasio y cloruro férrico, en la reacción de descomposición del peróxido de hidrogeno de ambiente neutro, también analizar cómo afecta a la velocidad de relación la temperatura en la que estamos trabajando.

Como resultado de la experiencia de laboratorio, con los datos obtenidos a través de graficas de concentraciones de peróxido de hidrógeno vs tiempo se pudo obtener un Kobs, el cual es posible graficar con respecto a las diferentes concentraciones del yoduro de potasio, k1 = -0.0005 [1/s] y k2 = 0.032 [L/(mol*s)] para la temperatura de 25 [°C], y k1 = 0.00003 [1/s] y K2 = 0.02285 [L/(mol*s)]. No puede ser posible el calculo de E1 ya que por motivos de que tomaron mal los datos en el logaritmo natural este se indetermina por un término en negativo el cual por resultado la mal toma de datos, por este motivo no se podrá calcular el KO1 pero si el KO2 que es 0.02295 [L/(mol*s)] * . Obteniendo finalmente la ecuación final:[pic 1]

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1. OBJETIVOS

1. Objetivo General

Estudiar la cinética de la reacción de descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno en solución acuosa y ambiente neutro

1. Objetivos Específicos

• Determinar experimentalmente la ecuación de velocidad de reacción y los parámetros cinéticos de la descomposición del peróxido de hidrógeno
• Verificar experimentalmente la acción catalítica del yoduro de potasio en la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno en ambiente neutro
• Estudiar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción

1. APARATOS Y ACCESORIOS

Agitador magnético

Sirve para mezclar líquidos y preparar disoluciones y suspensiones su rango de velocidad de agitación ajustable de 200 a 2200 rpm

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Barra agitadora magnética

Se utilizan con placas agitadoras magnéticas para agitar líquidos que están en un recipiente o contenedor adecuado, como un vaso de precipitados, un matraz o un frasco

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Matraz de Kitasato

Es un recipiente de vidrio que sirve para realizar experimentos con agua, como destilación, recolección de gases hidroneumática, filtraciones al vacío, etc

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Tapón

Sirve para tapar la boca del matraz y evitar que no se escapen gases

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Jeringa

Utilizado para inyectar o extraer líquidos

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Termómetro digital

Es un instrumento utilizado para medir la temperatura con un alto nivel de exactitud

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Manguera de silicona

Se utiliza para el transporte de fluidos, en este caso en particular para conectar la salida del matraz Kitasato a la probeta invertida.

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Receptor de gases 

Recipiente que se utilizó como piscina, no es necesario prestar atención al volumen de este recipiente, ya que no afecta a los cálculos realizados.

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Probeta

Instrumento volumétrico que se utiliza para contener líquidos y medir su volumen de una forma aproximada

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Pipeta graduada

Se utiliza para tomar volumen de soluciones donde se requiere de alta precisión

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Propipeta

Es un instrumento de silicona que se usa en conjunto con la pipeta, permite la succión de líquidos de forma segura para el usuario

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Matraz aforado

Se emplea para crear soluciones a una concentración determinada con un volumen especifico determinado por cada matraz

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Soporte universal

Es el soporte que se utiliza para sujetar el matraz y la probeta

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1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Se buscan los diferentes equipos y se verifica que todo el material este limpio
2. Se llena el receptor de gases con agua (8)
3. Se prepara una solución de 15 [mL] con una concentración de 0,5 [M] de yoduro de potasio (KI) y se agrega al matraz de Kitasato (3), el cual será el Reactor Batch. Se afora hasta un volumen total de solución de 400 [mL].
4. El matraz se coloca en el agitador magnético (1) y se agrega una barra agitadora magnética (2), con un termómetro digital (6) se verifica que la temperatura se mantenga constante
5. Con una pipeta junto a la propipeta de 5 [mL] (10), se agregan 5 [mL] de peróxido de hidrogeno a la solución de KI. Inmediatamente se tapa el matraz con un tapón (4) y comienza a visualizarse la formación de burbujas de oxígeno.
6. Cuando la solubilidad de la solución es máxima, comienza a desprenderse y empieza a salir por la manguera (7), la cual pasa por el receptor de gases, que es una pecera rectangular con agua a 18.8 °C donde encontramos una probeta invertida llena de agua.
7. El oxígeno que viene desde la manguera y entra a la probeta comienza a desplazar el agua, provocando la disminución del nivel de esta última. Se miden los datos cada 2 [mL] de desplazamiento registrando el tiempo [s].
8. Se repite el procedimiento experimental, utilizando los datos con diferentes volúmenes de KI

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Figura 3.1 diseño laboratorio desplazamiento de volumen mediante oxigeno

Tabla 3.1 Equipos del diseño experimental

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