Informe Cinetica I - Química Fundamental

RESUMEN

Con la reacción: Zn + 2HCl . ZnCl2 + H2 se midió el volumen del gas desprendido (H2) el cual se contabilizo en un minuto para estudiar y comprender los factores que alteran la velocidad de una reacción, usando el aumento en la concentración de uno de los reactivos en este caso el HCl, aumentando la temperatura y agregando un catalizador en este caso el CuSO4

1. OBJETIVOS.

Observar la velocidad con la que procede una reacción

Analizar los factores que alteran en la cinética de una reacción.

2. RESULTADOS

Los resultados se exponen la sección cálculos y resultados de la guía de laboratorio de química fundamental, ésta se expone en la sección anexos.

3. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.

La cinética se refiere a la velocidad de una reacción, que es el cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo . Un punto importante en el estudio de la cinética de una reacción es analizar y estudiar los factores que pueden alterar esta, esto es debido a que en los procesos industriales y a gran escala se busca siempre aumentar la velocidad que mejorar el rendimiento como tal. Entre los anteriores se encuentran: el cambio de temperatura, la adición de catalizadores y el cambio de concentración, en este último es necesario esclarecer que la velocidad de una reacción no depende de los factores estiquiométricos que presente la ecuación, esta va a depender única y exclusivamente del orden de la reacción (con muy pocas excepciones el orden de la reacción e igual que su factor estiquiométrico).

En la práctica se llevó a cabo la reacción entre acido clorhídrico y zinc metálico para producir hidrogeno molecular gaseoso, esta fue escogida debido a que es una reacción donde se puede apreciar fácilmente la velocidad con la que procede, es decir, la cantidad de hidrogeno producida en un determinado tiempo (60 s). A partir de esto se procedió a determinar la velocidad ante los factores presentados anteriormente.

7.1 efecto de la concentración de HCl sobre la velocidad de la reacción química.

Dada la ecuación:

〖2HCl〗_((ac) )+〖Zn〗_((s) )→〖ZnCl〗_2(ac) +H_2(g)

Se puede observar que la relación estiquiométrica entre el acido clorhídrico y el hidrogeno molecular gaseoso es 2:1, ¿está relación influye en la velocidad de una reacción? Como se mencionó anteriormente la velocidad de una reacción no depende de los factores estiquiométricos, sino del orden de la reacción, claro está que en algunos casos el orden de la reacción va a ser igual a sus coeficientes estiquiométricos, sin embargo, ¿Qué es el orden de la reacción y como afecta la velocidad de una reacción? Para explicar este detalle es necesario remitirse a la ley de la velocidad la cual “expresa la relación de la velocidad de una reacción con la constante y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia” . Para la reacción general:

aA+bB→cC+dD

La ecuación de la ley de la velocidad está dada por:

V=K[A]^x [B]^y

Donde K es la constante de la velocidad

Como se puede ver los coeficientes estiquiométricos son muy distintos a los exponentes de la ecuación de la ley de a velocidad, estos coeficientes están dados por el orden de la reacción de cada uno de los reactivos (x, y), éste es el parámetro que permite conocer la dependencia de la velocidad de la reacción con las concentraciones de los reactivos. De esta manera cuando la reacción es de primer orden la velocidad depende de la concentración de los reactivos elevada a la primera potencia , de manera análoga si la reacción es de segundo orden la velocidad depende de la concentración de los reactivos elevada a la segunda potencia . Se nombran solo estas puesto que es complicado apreciar reacciones de orden cero o reacciones de orden mayor a dos. Además de lo anterior es necesario tener en cuenta que tanto el orden de la reacción como la constante de la velocidad son resultados netamente experimentales.

Así, al observar los datos obtenidos en la tabla 8.2.1., es posible ver que la velocidad de la reacción en este caso depende del aumento o la disminución de la concentración de acido clorhídrico, ya que como se muestra en la tabla 8.2.1 la disminución de la concentración 5 N de acido clorhídrico a la mitad (2.5 N) produjo la disminución de la velocidad (0.7mL/s a 0.058mL/s), por lo cual es posible considerar que la velocidad guarda cierto orden respecto al acido clorhídrico, sin embargo ¿Cuál es el orden de la reacción respecto al acido clorhídrico? En el contexto dado en el laboratorio no es posible calcular con gran exactitud, esto es debido a que el sistema dispuesto para realizar esta práctica presenta ciertas falencias en el momento de ser medida la cantidad de hidrogeno desprendido, en el momento de contabilizar los segundos, o determinar la cantidad de gas desprendido; sin embargo, es posible considerar que la velocidad de la reacción depende de la concentración de acido clorhídrico debido a un aumento o disminución en el soluto de ésta.

7.2 efecto de la temperatura sobre la velocidad de la reacción química.

La velocidad de las reacciones químicas aumenta con la temperatura. Es por esto que

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