Guias de laboratorio
Enviado por Marianela Navarro • 9 de Noviembre de 2018 • Documentos de Investigación • 1.561 Palabras (7 Páginas) • 81 Visitas
DETERMINACIÓN DEL ORDEN TOTAL Y CONSTANTES CINETICAS DE LA REACCIÓN DE DEGRADACIÓN DEL AZUL DE METILENO EN ÁCIDO ASCORBICO Y ÁCIDO CLORHÍDRICO POR ESPECTOFOTOMETRÍA UV VISIBLE[pic 1]
Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, Universidad de San Carlos de Guatemala, Carrera de Química
RESUMEN
Se realizó un experimento en el cual se estudió la cinética de reacción de degradación del azul de metileno (A.M) en ácido ascórbico (A.A) y ácido clorhídrico (HCl) en tres diferentes sets A, B y C; en dicho experimento se hizo una relación tiempo contra absorbancia por medio del método integral el cual permitió relacionar al A.M, A.A y HCl en una misma ecuación cinética; todo esto se hizo en un espectrofotómetro de UV-visible con el cual se obtuvieron los datos de absorbancia y tiempo usando una longitud de onda de 658nm. Se realizó una regresión lineal entre el tiempo y absorbancia y con ello se encontraron los pseudoordenes del A.M, A.A y HCl con sus respectivas constantes cinéticas lo cual fue de gran importancia para encontrar la ecuación cinética. Se encontró que los pseudoordenes para el A.M, A.A y H+ fueron 1, 1 y 1 respectivamente.
INTRODUCCIÓN
El A.M es un compuesto químico heterocíclico aromático. En soluciones acuosas presenta una coloración azul profundo, es soluble en agua y otros compuestos orgánicos como etanol y cloroformo. La reacción de degradación del A.M con A.A es de óxido-reducción en donde el A.M se reduce y el A.A se oxida (Aldana 2014). La característica principal de esta reacción es que el A.M tiene una coloración intensa mientras que el A.A no tiene ningún efecto colorante; por lo que esta reacción se puede cuantificarse mediante métodos ópticos o espectrofotométricos. Al reducirse el A.M se convierte en azul de leucometileno y A.A al oxidarse se convierte en ácido dehidroascórbico el cual es incoloro (Aldana 2014).
La reacción óxido- reducción entre el A.M y A.A se estudia fácilmente en condiciones fuertemente ácidas y un reactivo ampliamente utilizado es el HCl. Hay factores que pueden provocar cambios en la reacción óxido- reducción tales como las concentraciones de A.M y A.A, el pH, la temperatura y la fuerza del ácido sin embargo en este caso no fueron considerados estos factores.
RESULTADOS Y DISCUSION
La ley de velocidad o ecuación cinética depende de las concentraciones de los reactivos y las constantes cinéticas presentes en una reacción química (Levine 1996 pp 573); por lo tanto fue necesario encontrar las constantes cinéticas que se veían involucradas en la reacción redox del A.M en A.A con su respectivo pseudoorden. El método integral fue el que se usó para relacionar tiempo vs abs, tiempo vs ln(abs) y tiempo vs -1/abs. En el Set A se encontró el pseudoorden para el A.M, en el Set B para el A.A y para el Set C se encontró el pseudoorden del HCl. Para el Set A se encontraron los siguientes resultados cinéticos.
Orden | Kexp (ml/mmol)2 s-1 | R2 |
0 | -0.0003 | 0.4509 |
1 | -0.0041 | 0.9136 |
2 | -0.4677 | 0.6478 |
Tabla 1. Orden, constante cinética y coeficiente de correlación para el A.M
Nota: Kexp es la constante cinética experimental
Fuente: Datos Experimentales obtenidos en USAC edificio T-12
En la tabla 1 se puede observar que el pseudoorden para el A.M es 1, debido a que este presenta un coeficiente de correlación más cercano a 1 y por lo tanto es más lineal que el orden 0 y 2.
[pic 2]
Gráfica 1. Curva de calibración para el orden 1 del A.M
El orden 1 presentó una menor variabilidad de la absorbancia conforme transcurría el tiempo tal como se puede observar el la gráfica 1. La constante cinética experimental es representada por la pendiente.
En el Set A según el método de aislamiento la ley de velocidad o ecuación cinética queda establecida como.
[pic 3]
Y según el método de aislamiento
[pic 4]
Por lo que la absorbancia del A.A y HCl puede considerarse constante y por lo tanto en el Set A solo se encontró el pseudoorden del A.M. En el Set A Kexp depende de la concentración molar del A.M. (Mowry, 1999)
Para el Set B se encontraron los siguientes resultados cinéticos
Orden | Kexp (ml/mmol)2 s-1 | R2 |
0 | -8E-5 | 0.9854 |
1 | -0.0002 | 0.9987 |
2 | -0.0004 | 0.9733 |
Tabla 2. Orden, constante cinética y coeficiente de correlación para el A.A
Fuente: Datos Experimentales obtenidos en USAC edificio T-12
Al igual que en el Set A el pseudoorden para el A.A es 1 ya que hay menos variación de la absorbancia respecto al tiempo y el coeficiente de correlación R2 es muy cercano a 1.
[pic 5]
Gráfica 2. Curva de calibración para el orden 1 del A.A.
La gráfica 2 representa una curva casi lineal donde la constante cinética es la pendiente.
Ya conociendo el orden del A.A y del A.M la ecuación cinética casi queda completada.
[pic 6]
y según el método de aislamiento para el Set B
[pic 7]
En donde las concentraciones del A.M y HCl son mucho más grandes que la del A.A por lo que se consideraron constantes; con cual se garantizó que el pseudoorden medido fuera únicamente el del A.A. La Kexp dependió de la concentración molar del A.A; ya que si esta se modificaba la constante cinética también lo iba a hacer.
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