Temperatura y el Sistema Amoniaco-Hidróxido de Amonio

Universidad Rafael Landívar

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Química Industrial

Laboratorio de Química III, sección 01

Catedrática: Ingeniera Miriam Chávez

PRÁCTICA NO. 03 (PARTE A)

Equilibrio: Temperatura y el Sistema Amoniaco-Hidróxido de Amonio

Chacón Martínez Yoselin Mishel

1171618

Guatemala 21 de septiembre de 2,018

INDICE

INTRODUCCIÓN        3

FUNDAMENTO TEÓRICO        2

MARCO TEÓRICO        2

CINÉTICA QUÍMICA:        2

VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN        2

LEY DE RAPIDEZ        2

ESTUDIO DE LA LEY DE RAPIDEZ        3

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN        3

REACCIONES DE RELOJ        4

FICHAS DE SEGURIDAD        6

TABLA No. 01 Propiedades Químicas y Físicas        6

TABLA No. 02 Toxicidades, antídotos y formas de desecho.        6

TABLA No.3 Tabla de transformaciones        7

OBJETIVOS        8

OBJETIVO GENERAL        8

OBJETIVOS ESPECÍFICOS        8

METODOLOGÍA        9

REACCIONES        10

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        10

LIBROS        10

E-GRAFÍAS        10

INTRODUCCIÓN

La práctica de laboratorio No. 03 denominada Equilibrio: Temperatura y el sistema Amoniaco – Hidróxido de Amonio, se estará llevando a cabo el viernes 21 de septiembre de 2,018. Dicha práctica tiene como objetivo general el demostrar el efecto de la temperatura en el equilibrio químico mediante el uso del indicador de fenolftaleína. La práctica de laboratorio cuenta con objetivos específicos,  como primer objetivo específico de la práctica se tiene el determinar de forma experimental, como segundo objetivo específico se tiene el determinar de forma experimental

Primero se deberá medir una cantidad específica de agua destilada y se procederá a colocar la cantidad de agua en un beaker, luego se procederá a agregar gotas del indicador Fenolftaleína, después se añadirá una cantidad de amoniaco concentrado.

Se procederá a agregar a un tubo de ensayo, parte de la solución formulada anteriormente, luego se someterá el tubo de ensayo al calor del mechero para poder observar los cambios que sufrirá la mezcla. Finalmente se colocará el tubo de ensayo bajo el agua del grifo y se observarán los cambios que ocurrirán al tubo de ensayo.

FUNDAMENTO TEÓRICO

MARCO TEÓRICO

CINÉTICA QUÍMICA: Brown en su libro Química la Ciencia Central define cinética Química como el área de la química que se ocupa de la velocidad en la que ocurren las reacciones y está asociada con la rapidez con que surte efecto un medicamento en el cuerpo, procesos industriales y el desarrollo de nuevos catalizadores.

VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN: La universidad Autónoma de México o UNAM determina que la velocidad de una reacción química describe que tan rápido se consumen los reactivos y se forman los productos. Esto con el objetivo de expresar el cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo.

La ecuación de velocidad brinda la siguiente información

• Determina la concentración de reactivos en cualquier tiempo de reacción
• Determina el tiempo para que reaccione una fracción de muestra
• El tiempo necesario para que la concentración de reactivos alcance un nivel esperado.

La Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla o UPO brinda la siguiente ecuación para la velocidad de reacción. Dicha ecuación muestra a la velocidad de reacción como la relación entre el cambio de concentración de la sustancia y el cambio del tiempo en la reacción; junto con sus coeficientes que los acompañan en la ecuación química balanceada que representa la reacción; xA + yB → zC + wD. (Figura 1.0)

Ecuación velocidad de reacción

[pic 1]

Figura 1.0

Fuente: Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla

LEY DE RAPIDEZ La ley de rapidez expresa la relación de la rapidez de una reacción con la constante de rapidez (k) y la concentración de los reactivos presentes elevados a alguna potencia. El libro Química proporciona la siguiente ecuación para la ley de rapidez.

[pic 2]

Ecuación ley de rapidez 

[pic 3]

Fuente: Química Chang & Goldsby 12 edición.

Donde: m y n son números que se determinan experimentalmente, estos exponentes especifican las relaciones entre las concentraciones de los reactivos A y B (el orden de una reacción también puede ser fraccionario) además de la rapidez de la reacción al sumarlos se obtiene el orden de reacción global, el cual de acuerdo con el libro Química se define como la suma de los exponentes a los que se elevan todas las concentraciones de reactivos que aparecen en la ley de rapidez.

ESTUDIO DE LA LEY DE RAPIDEZ

En el libro Química se determinan 3 postulados a modo de resumen en el estudio de la ley de rapidez y estos postulados son:

1. Las leyes de la rapidez siempre deben determinadas en forma experimental.
2. El orden de una reacción siempre se define en términos de las concentraciones de los reactivos (no de los productos)
3. El orden de un reactivo no está relacionado con el coeficiente estequiométrico del reactivo en la reacción global balanceada.

En el libro Química La Ciencia Central es mencionado que la temperatura influye en la constante de velocidad de reacción, esto se debe a que al aumentar la temperatura la constante de velocidad también aumenta, y de esta forma se aumenta la velocidad de la reacción, dicha dependencia de la constante hacia la temperatura queda plasmada en la ecuación de Arrhenius.

Ecuación de Arrhenius

 [pic 4][pic 5]

Fuente: Química La Ciencia Central 

La ecuación de Arrhenius está incorporada de 3 factores los cuales son:

1. La fracción de las moléculas que tienen una energía igual a la de activación Ea o mayor a esta.
2. El número de colisiones por segundo.
3. La fracción de colisiones que tienen la orientación adecuada.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

• El estado físico de los reactivos: Este factor se debe a que los reactivos para poder reaccionar deben unirse, por tal razón cuando los reactivos son gaseosos o están en disolución las reacciones ocurrirán en menos tiempo. Mientras que en las reacciones heterogéneas la velocidad dependerá de la superficie de contacto entre ambas fases, siendo mayor cuanto mayor es el estado de división o área superficial.

• Concentraciones de los reactivos: en el libro Química La Ciencia Central se determina que cuando la concentración de uno o más de los reactivos es mayor entonces la reacción ocurrirá de forma más veloz. Esto se debe a que al aumentar la concentración de los reactivos también aumentara la cantidad de choques entre ellos.

• Temperatura de reacción: Un incremento de la temperatura provoca un incremento en la energía cinética de las moléculas, lo que hace que sea mayor el número de moléculas que alcanza la energía de activación.

• Presencia de un catalizador: Los catalizadores cambian la energía de activación de una determinada reacción, y por lo tanto varían la velocidad de reacción, si bien los catalizadores aumentan la velocidad en la que ocurre una reacción estos no se consumen durante la misma. La UPO cataloga dos tipos de catalizadores y estos son:

• Catalizadores homogéneos: se encuentran en la misma fase que los reactivos normalmente solutos en una mezcla de reacción líquida.
• Catalizadores heterogéneos: se encuentran en una fase diferente a la de los reactivos, catalizador en fase sólida y los reactivos en fase líquida o gas. (Figura 2.0)

Dependencia de las velocidades de reacción con un catalizador

[pic 6]

                                          Figura 2.0

                                          Fuente: Universidad Pablo Olavide, de Sevilla

• Área superficial: A mayor área superficial hace posible que todas las moléculas, átomos o iones reaccionen en cualquier momento, esto se aplica más que todo con las reacciones heterogéneas. Por lo tanto, a mayor área superficial mayor velocidad de reacción.

REACCIONES DE RELOJ

La Universidad de Oviedo determina que una reacción de reloj es una reacción química en la que un cambio de apariencia marca el final de la transformación de los reactivos en productos. El tiempo que transcurre hasta el final de la reacción depende de la concentración de las especies químicas implicadas en la misma Este tipo de reacciones son muy utilizadas en el estudio de la cinética de las reacciones químicas ya que el tiempo de reacción puede medirse con facilidad además que el cambio se puede observar directamente.  

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