ESTUDIO DE LA CINETICA DE LA OXIDACION DE ETANOL POR Cr(VI)
marcoseaEnsayo10 de Mayo de 2017
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ESTUDIO DE LA CINETICA DE LA OXIDACION DE ETANOL POR Cr(VI)
Objetivos:
Objetivos generales:
- Aplicar el método integral bajo condiciones de pseudo-orden para determinar el orden de reacción de algún reactivo.
- Diseñar un ensayo en relación a la absorbancia de los reactivos y productos, para analizar la variación de concentración de alguno en función del tiempo.
Objetivos específicos:
- Determinar el orden de reacción del y del en la reacción química estudiada, para distintas concentraciones de los mismos.[pic 1][pic 2]
- Calcular el tiempo de vida media de para distintas concentraciones del mismo y de etanol.[pic 3]
- Reacción química en estudio.
[pic 4]
- Ley de velocidad propuesta.
[pic 5]
Donde k=constante cinética
a=orden de reacción de [pic 6]
b=orden de reacción de [pic 7]
c=orden de reacción de [pic 8]
Trabajamos en condiciones de pseudo orden, tanto el ácido sulfúrico () (encargado de dar los protones ) como el etanol (), van a estar muy concentrados respecto al , entonces al finalizar la reacción química, la variación de concentración del etanol y el ácido sulfúrico van a ser despreciables. Por consiguiente:[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]
[pic 13]
Donde k’=k (constante)[pic 14]
- Condiciones experimentales
C.1. Propiedad medida: Absorbancia de la solución (con ʎ= 450), en función del tiempo una vez comenzada la reacción química.
C.2. Equipo empleado: Espectrofotómetro “Ocean Optics” (cubeta= )( programa “spectra suite”)[pic 15]
C.3. Esquema de trabajo:
Experiencia | [pic 16] | [pic 17] | [pic 18] | [pic 19] |
1 | 10 ml | - | 1 ml | -------------------- |
2 | 5 ml | 5 ml | 1 ml | -------------------- |
3 | 10 ml | - | -------------------- | 1 ml |
4 | 5 ml | 5 ml | -------------------- | 1 ml |
C.4. Parámetros cinéticos a determinar:
K’= constante cinética de pseudo orden
a=Orden de reacción de [pic 20]
b=Orden de reacción de [pic 21]
= tiempo de vida media, donde [pic 22][pic 23]
C.5. Método empleado para el análisis cinético
Observación: La absorbancia está relacionada con la concentración siguiendo la Ley de Lambert-Beer:
[pic 24]
A= absorbancia.
= absortividad molar, en nuestro caso de a longitud de onda=450nm[pic 25][pic 26]
= paso óptico, en nuestro caso 1cm[pic 27]
C= concentración, en nuestro caso: M/ml[pic 28]
Observación 2: ni el etanol ni el ácido sulfúrico ni ninguno de los reactivos absorben luz visible; el espectrofotómetro solo estará midiendo la absorbancia de (para [pic 29][pic 30]
Siendo la absorbancia linealmente dependiente de la concentración, realizamos todo el análisis con datos de absorbancia.
Empleamos el método integral para el análisis cinético:
De la definición de velocidad: y la ley de velocidad (3) tenemos:[pic 31][pic 32]
[pic 33]
[pic 34][pic 35]
[pic 36]
(9)[pic 37]
Siguiendo (7), (8), (9), realizamos 3 gráficos distintos para cada experimento, vemos(en relación al ) cuál se ajusta mejor a una recta, y así determinamos el orden de reacción (a) del .[pic 38][pic 39]
Comparando los de los gráficos (adjuntos al final), resulto ser el más cercano a 1 en cada experimento, el correspondiente a la recta (8). Por lo que inferimos que el orden de reacción respecto del es 1. resulta de despejarlo de la pendiente de la recta de ecuación (8): .[pic 40][pic 41][pic 42][pic 43]
Considerando (3) sabemos que cuando . Entonces comparando con [pic 44][pic 45][pic 46]
En cuanto al cálculo del orden del etanol, podemos calcularlo comparando dos de los experimentos con distinta concentración inicial del mismo. Así obtenemos, la siguiente igualdad:
...