Laboratorio de cinética química y fenómenos de superficie

Universidad Autónoma

de Querétaro 

Facultad de Química  

Laboratorio de Cinética Química Y Fenómenos de la superficie  

Práctica No. 11

“Efecto de concentración, temperatura, naturaleza y catalizador en la cinética de la reducción del ión permanganato.” 

Integrantes: 

Becker Melo Brigitte Michelle 

Esquivel Mendoza Maria Guadalupe 

Mauricio Gonzales Juan Diego 

Uribe Jaramillo Monserrat Berenice 

Fecha de entrega: 

12/03/25. 

• Introducción

La velocidad de una reacción química depende de varios factores. La naturaleza de la reacción influye en su rapidez, ya que el número de especies reaccionantes, su estado físico y la complejidad del proceso pueden hacer que algunas reacciones sean naturalmente más rápidas que otras. La concentración de los reactivos también juega un papel clave, pues al aumentar la concentración, se incrementa la frecuencia de colisiones entre partículas, lo que, según la teoría de colisiones, acelera la reacción. La temperatura es otro factor determinante, ya que un aumento en la temperatura proporciona más energía a las moléculas, permitiendo que más partículas alcancen la energía de activación y, por lo tanto, se generen más colisiones exitosas. Este efecto se describe mediante la ecuación de Arrhenius, donde la constante de velocidad cambia con la temperatura. Además, la presencia de un catalizador acelera la reacción al proporcionar una ruta alternativa con menor energía de activación, aumentando la cantidad de moléculas que pueden reaccionar. Este proceso se conoce como catálisis, que puede ser homogénea, cuando el catalizador y los reactivos están en la misma fase, o heterogénea, si están en fases distintas. En los estudios cinéticos, se mide la concentración de alguna especie en un momento dado a temperatura constante para analizar la velocidad de la reacción. Para esto, se utilizan métodos experimentales como el químico, donde se retiran muestras a intervalos de tiempo para analizar la cantidad de reactivo o producto, o el físico, que mide propiedades como la absorción de luz, la presión de los gases o la conductividad de las disoluciones, las cuales están relacionadas con la concentración de las sustancias involucradas.

• Conocimientos previos
• ¿Como influye en la rapidez de reacción la naturaleza de los reactivos? El aumento del área superficial de un sólido que reacciona con un líquido o un gas incrementa la velocidad de reacción.

¿cuál será el que reaccione más rápido con el permanganato, el ion oxalato o el sulfato ferroso? La reacción es claramente visible, puesto que la disolución de permanganato es violeta y el ión Mn2+ en disolución diluida es incoloro. Así al mezclar los reactivos se observa el color violeta y con el transcurso del tiempo el color se va desvaneciendo hasta que la mezcla de reacción aparece incolora.

¿Cómo es que se reduce el permanganato? El permanganato violeta se reduce al catión Mn2+, incoloro, en soluciones ácidas.

• La velocidad de descomposición del H2O2 se puede medir titulando volúmenes pequeños e iguales de la solución del peróxido con KMnO4, obteniéndose los siguientes resultados:

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

Es de primer orden, K= 0.0508

Vida media = 13.6 min

Fracción 25 min desp. = [pic 6]

• Objetivos

En esta práctica se estudiará, de forma cuantitativa, la influencia de la temperatura, las concentraciones de los reactivos y la presencia de un catalizador sobre la velocidad de una reacción redox: permanganato más oxalato en medio ácido

MnO4- + C2O42- + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O

• Metodología:

Diagrama de flujo

[pic 7]

Material y equipo

• 1 agitador magnético
• 1 cronómetro
• 1 matraz aforado de 50 ml
• 4 matraces aforado de 10 ml
• 2 matraces aforado de 5 ml
• 1 propipeta
• 24 vasos de 25 ml
• 1 termómetro (-10 a 110 ° C)
• 1 espátula
• 24 Tubos de ensaye  
• 2 pipetas volumétricas de 5 ml
• 2 goteros
• 2 matraz aforado de 100 ml
• 3 pipetas volumétricas de 2 ml
• 3 pipetas volumétricas de 1 ml

Reactivos y soluciones

• Permanganato de potasio, ácido sulfúrico, ácido oxálico, sulfato de manganeso, oxalato de sodio y sulfato ferroso.
• 50 ml de ácido sulfúrico 0.25 M y 10 ml 1.0 M  
• 100 ml de permanganato de potasio 5·10-4 M
• 100 ml de ácido oxálico 1.5·10-3 M  
• 5 ml de Cloruro de manganeso (II) 0.01M.
• 5 ml de Sulfato de manganeso 0.01 M.
• 10 ml de Oxalato sódico 0.5 M.
• 10 ml de Sulfato ferroso 5·10-4 M.
• 10 ml de agua oxigenada al 0.3% (recién preparada, 1:10 de la comercial).
• Agua destilada

Medidas de seguridad

Los alumnos deberán de cumplir con las BPL´s.

• Usar bata blanca
• Guantes
• Lentes de seguridad
• Zapato cerrado

Disposición de residuos

Los residuos de todos los tubos de la práctica se eliminarán como disoluciones ácidas de metales en el recipiente correspondiente.

• Resultados

V.1 Cálculos

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