Práctica 6: Cinética química. Estudio de la cinética de oxidación de la vitamina C con ferricianuro de potasio: determinación de la ley experimental de rapidez

Universidad Nacional Autónoma de México[pic 1][pic 2]

Facultad de Química

Práctica 6: Cinética química. Estudio de la cinética de oxidación de la vitamina C con ferricianuro de potasio: determinación de la ley experimental de rapidez.

Grupo 33

Profesora: Irma Susana Rojas Tomé

Laboratorio de Equilibrio y Cinética

Equipo 1

Integrantes:

Chavarría Elías Miriam Rubí

García Barrera Elizabeth

Rodríguez Castelán Karen Marlene

Vera Sánchez Mayra 

Fecha de re-entrega: 15 de noviembre del 2017

Estudio de la cinética de oxidación de la vitamina C con ferricianuro de potasio: determinación de la ley experimental de rapidez

Problema:

Determinar la ley experimental de rapidez de la reacción de oxidación de vitamina C con ferricianuro de potasio, mediante la utilización del método experimental de aislamiento de Ostwald y la aplicación del método integral para el análisis matemático de los datos cinéticos.

Objetivo general:

Comprender que la composición de un sistema reaccionante cambia con el tiempo.

Objetivos específicos:

Estudiar la cinética de una reacción química

• Medir la absorbencia de la mezcla de las soluciones preparadas del VASO de FERRICIANURO y el VASO de VITAMINA C según la corrida que se vaya a trabajar, para determinar las concentraciones con las que se está trabajando en cada una.
• Hacer una curva patrón de ferricianuro de potasio con la absorbancia en función de las concentraciones obtenidas, para la determinación del factor de conversión εb.
• Determinación del orden respecto al ferricianuro de potasio para establecer la ecuación de la ley de rapidez de la reacción de oxidación, así como la determinación de la Kps con base en la gráfica del orden elegido.

Hipótesis:

• Si disminuye la absorbencia durante la reacción, la concentración del ferricianuro disminuirá.
• Si la concentración del reactivo limitante (ferricianuro de potasio) varía con el tiempo, la concentración de la vitamina C (el reactivo desbordado), se mantendrá constante.
• El orden del ferricianuro de potasio (b) corresponderá a la gráfica que tenga un coeficiente de correlación » ± 1.00 y el valor de Kps podrá obtenerse a partir de la pendiente de la misma gráfica.
• El orden del ferricianuro esperado es de 1; siendo la ecuación del método integral (ln C(t) = lnCo - Kps t ) la que tendrá un mejor coeficiente de correlación.

Resultados:

Gráfica 1. Curva patrón de Ferricianuro de potasio

[pic 3]

m = εb = 1019.7 1/M

• Con el factor de conversión se calcula la concentración de ferricianuro de potasio conforme avanza la reacción, de acuerdo a la Ley de Lambert-Beer, para cada valor de absorbencia.

tiempo = 2 min

A= 0.589

C= (0.589) / (1019.7 1/M) = 0.0006 M

• Se grafican las ecuaciones del método integral para determinar el orden del ferricianuro de potasio.

[pic 4]

       Gráfica 2: Corrida 1, orden 0                                          Gráfica 3: Corrida 1, orden 1

     [pic 5]              [pic 6]

Gráfica 4: Corrida 1, orden 2

[pic 7]

                Gráfica 5: Corrida 2, orden 0                         Gráfica 6: Corrida 2, orden 1[pic 8][pic 9]

Gráfica 6: Corrida 2, orden 2

[pic 10]

              Gráfica 7: Corrida 3, orden 0                                   Gráfica 8: Corrida 3, orden 1

       [pic 11]    [pic 12]

Gráfica 9: Corrida 3, orden 2

                          [pic 13]     

            Gráfica 10: Corrida 4, orden 0                                 Gráfica 11: Corrida 4, orden 1

      [pic 14]         [pic 15]

Gráfica 12: Corrida 4, orden 2

[pic 16]

                 Gráfica 13: Corrida 5, orden 0                                 Gráfica 14: Corrida 5, orden 1

[pic 17]    [pic 18]

   [pic 19]

Gráfica 15: Corrida 5, orden 2

Orden del ferricianuro de potasio: 1

Tabla 1. Determinación del orden con respecto a la vitamina A.

[pic 20]

Gráfica 8. Orden con respecto a la vitamina A  ( α )

[pic 21]

m =  α = 0.8435 ≈ 1

b = log K = 1.5843

K = [pic 22]= 38.4

Análisis y discusión de resultados:

El propósito de este trabajo práctico fue determinar la ecuación de rapidez de la reacción de oxidación de vitamina C con ferricianuro de potasio. Para ello se diseñó un experimento en el que se prepararon cuatro mezclas de reacción, cada una con concentraciones iniciales de reactivos distintas, pero siempre manteniendo el ferricianuro de potasio como reactivo limitante o aislado.

Esto permitió determinar, en primer lugar, el orden con respecto al ferricianuro (b), es decir, el efecto de su concentración sobre la rapidez de la reacción, pues al ser el reactivo limitante, su concentración varió con el tiempo, mientras que la de la vitamina C (el reactivo desbordado), se mantuvo constante. Cabe mencionar que otras variables que pudieron afectar la rapidez de la reacción, tales como temperatura, pH y fuerza iónica, se mantuvieron constantes durante el experimento.

Para determinar el orden con respecto al ferricianuro, para cada mezcla de reacción se obtuvieron datos cinéticos, que en este caso fueron de concentración y tiempo. Los datos de absorbencia se registraron a 418 nm, la cual corresponde a la longitud de onda de máxima absorción del ferricianuro de potasio. Posteriormente, los datos de absorbencia se transformaron a concentración aplicando la ley de Lambert-Beer: C= A / (εb) , siendo A la absorbencia de la muestra, C la concentración, e el coeficiente de absortividad molar y b el diámetro de la celda en que se coloca la muestra. Para obtener el valor de e b, que se utilizaría como factor de conversión de absorbencia a concentración, se construyó una gráfica de absorbencia vs concentración de ferricianuro de potasio (curva patrón). La pendiente de esta gráfica correspondió al valor de e b, siendo en este caso de 1019.7 y cuyas unidades son 1/M. Es importante señalar que esta curva patrón resultó una muy buena línea recta, pues el coeficiente de correlación obtenido del análisis de regresión lineal resultó de 0.9999.

...