DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO

“DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO.”

OBJETIVO GENERAL.

Analizar el efecto que tiene la adición de un catalizador sobre la rapidez de una reacción.

OBJETIVOS PARTICULARES.

a. Aplicar el método integral para evaluar las constantes de rapidez de reacción a diferentes concentraciones de catalizador.

b. Seleccionar la técnica analítica adecuada para seguir el avance de la reacción.

c. Determinar el orden de reacción respecto al sustrato y al catalizador.

PROBLEMA.

Determinar la ecuación de rapidez de reacción para una reacción catalítica.

INTRODUCCIÓN.

Dentro del estudio del comportamiento de las reacciones químicas en cuanto a la cinética de reacción, encontramos que la rapidez con que se lleva a cabo una reacción está determinada por la presión, la temperatura, la concentración de los reactivos y finalmente por la presencia y concentración de un catalizador.

Un catalizador es una sustancia que afecta la reacción química en cuanto la velocidad en que se lleva a cabo; si la favorece, se le llama simplemente catalizador, y si la retrasa se le llama inhibidor. Los catalizadores no toman parte dentro de la reacción química, cuando mucho forman intermediarios, pero regresan a su estado original y pueden existir dos tipos: La catálisis homogénea, cuando el catalizador está en la misma fase que los reactivos y catálisis heterogénea cuando , el catalizador está en una fase distinta a los reactivos.

Por medio de la ley de rapidez de una reacción podemos determinar la constante de rapidez de una reacción:

En esta ecuación encontramos una constante aparente de rapidez, ya que puede estar involucrada la concentración de un catalizador en fase homogénea.

En esta práctica se estudiará la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno:

A la cual se le agregará un catalizador para acelerar la reacción y observar el comportamiento de la misma.

El principal objetivo de la práctica es encontrar la constante aparente de rapidez de la reacción afectada por un catalizador e identificar el orden de reacción para la descomposición de peróxido de hidrógeno.

ALGORITMO DE CÁLCULO.

a. Volúmenes de gas desprendidos a diferentes tiempos en particular el volumen máximo desprendido (Vmax):

ΦH2O2=1.1122% g/mL  5.561g 100%

1.6683g  30%

Éstos g se llevan a 100mL: 1.6683g/100mL  0.016683g  1mL

0.0116781g  0.7mL

Sacando el número de moles de H2O2: 0.083415g/34 (masa molar)  nH2O2 = 0.00034347

De acuerdo con: H2O2  H2O + ½ O2

nO2= nH2O2/2 nO2= 0.0001717367

Vmax= nO2RT/P  Vmax= (0.0001717367)(0.082)(298.15)/(0.77)

Vmax= 0.005452820707 L ≈ Vmax= 5.45mL

b. A partir de los volúmenes de gas desprendidos aplicar el método integral:

Orden cero: [(Vmax-Vt)- Vmax]/t = -k0

Orden uno: ln[(Vmax-Vt)/( Vmax/Vt)] = -k1

Orden dos: [(1/ Vmax)-(1/(Vmax-Vt))]/t = k2

DATOS Y GRÁFICOS.

Tabla 1.1. 0.5mL de catalizador.

tmin Vt Vmax-Vt Ln(Vmax-Vt) 1/(Vmax-Vt)

2.36 1 4.45 1.4929 0.2247

4.57 2 3.45 1.2383 0.2898

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