INFORME N°2 DE FISICOQUIMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. FACULTAD DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO, GAS NATURAL Y PETROQUÍMICA.

“Año de la consolidación del Mar de Grau “

Físico Química II – PrácticaLab N° 2

Profesor: Ing. Luján

Alumnos: Santos Castillo Richard

Villafuerte Martínez Kevin

Universidad: Universidad Nacional de Ingeniera

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OBJETIVO:

Investigar y Cuantificar el efecto de la concentración, y la temperatura en una reacción química.

Calcular las velocidades de reacción y el orden de cada componente.

FUNDAMENTO TEORICO:

La reaccion que se estudia se realiza entre el ion yoduro (I- ) y el ion perdisulfato (S2O8

-2).

2I- + S2O8-2 → 2SO4

2-+ I2 ...(1)

Durante la reaccion la concentracion del ion yoduro se mantiene constante reduciendo rapidamente el I2 en la reaccion 1 con tiosulfato (S2O3

2-) según:

I2 + 2S2O32 -→ 2I- + S4O6

2- …(2)

Por lo tanto la velocidad de reaccion de la reaccion 1 es funcion de la concentracion del perdisulfato. La cantidad de perdisulfato que reacciona esta controlada por la cantidad de tiosulfato que se agrega al sistema. Tambien se añade a la solucion un indicador (almidon), el cual reacciona con el I2 luego de que se consume todo el tiosulfato, formandose un complejo de color azul intenso.

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En cada sistema preparado se agrega una cantidad de tiosulfato. Se determina el tiempo que tarda en aparecer el color azul, mientras mas rapida es la reaccion el tiempo de cambio de color es mas corto, la temperatura permanece constante.

La velocidad de reaccion general para la reaccion 1 es:

r=d¿¿ ...(3)

a = Orden de reaccion respecto al I−¿ . ¿

b = Orden de reaccion respecto al S2O82−¿ ¿.

Como [I-] permanece constante durante toda la reaccion, se define una constante de pseudovelocidad:

K´=K[I-]a …(4)

Luego: r=d[S2O8¿¿−2]

dt=k ´ ¿¿¿¿ …(5)

log(r)=log k̀+b log [S2O8¿¿−2]❑¿ …(6)

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REACTIVOS:

Perdisulfato de potasio (K2S2O8) 0,02M Perdisulfato (K2S2O8) 0,02 M → 5,4 g K2S2O8 y diluir a 1 L Solución KI-almidón-tiosulfato 8,06x10-4 M en tiosulfato y 0,3M en

KI Solución KI-almidón-tiosulfato → 49,8 g KI, 50 mL solución

almidón+ 0,2 g Na2S2O3 en agua y diluir a 1 L. *catalizador→ 25 g FeSO4.7H2O y 30 g CuSO4 en 200 mL de agua.

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Solución de perdisulfato de potasio 0.02M Solución de KI-almidón

0.3M


PROCEDIMIENTO:

A. Efecto de la concentración de perdisulfato sobre la velocidad de reacción.

1. En 10 tubos de ensayo (limpios y secos) colocar: 10, 9, 8,7, 6, 5, 4, 3, 2,1 mL respectivamente de la solución de perdisulfato. En los últimos 9 tubos completar a 10 mL con agua destilada.

2. Agregar al primer tubo rápidamente 10 ml de la solución KI-almidón-tiosulfato, de manera simultánea cronometre el tiempo. Tapar con un tapón y mezclar perfectamente las soluciones, regístrese el tiempo hasta que aparezca a un color azul.

3. Repetir el procedimiento anterior (2) con los nueve tubos restantes.

B. Efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción

1. En un tubo de ensayo limpio y seco colocar 4 mL de la solución 0,02 M de perdisulfato de potasio y 6 mL de agua destilada. En un segundo tubo de ensayo colocar 10 mL de la solución KI-almidón –tiosulfato. Colocar ambos tubos en un vaso de precipitado con agua y hielo. Cuando la temperatura de ambos tubos sea constante, agregar el contenido del tubo con la solución de KI-almidón-tiosulfato al tubo que contiene la solución de tiosulfato, cronometrando el tiempo. Mantenga tapado el tubo con un tapón y agite suavemente. Regístrese el tiempo hasta que aparezca el color azul ya antes observado (A).

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2. Repetir el procedimiento anterior para, 33, y 43ºC

TOMA DE DATOS EXPERIMENTALES Y CALCULOS:

Tubo Tiempo (efecto de concentración)

N°1 10.0 ml de perdisulfato + 10.0 ml de KI-almidón-tiosulfato

39 seg.

N°2 9.0 ml de perdisulfato +1.0 ml de agua + 10 ml de KI-almidón-tiosulfato

50 seg.

N°3 8.0 ml de perdisulfato +2.0 ml de agua+ 10 ml de KI-almidón-tiosulfato

1 min. 4 seg.


1 min. 7 seg.


1 min. 25 seg.


1 min. 45 seg.


2 min. 12 seg.


2 min. 38 seg.


3 min. 35 seg.


3 min. 55 seg.

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Tabla 1.tiempo que demora en consumirse el tiosulfato en cada tubo.

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1. La concentración de ion perdisulfato en cada uno de los tubos del estudio A.

(10ml * 0.02) / 20ml = 0.010 mol/l (M2)

(9ml * 0.02) / 20ml = 0.009 mol/l (M2)

(8ml * 0.02) / 20ml = 0.008 mol/l (M2)

(7ml * 0.02) / 20ml = 0.007 mol/l (M2)

(6ml * 0.02) / 20ml = 0.006 mol/l (M2)

(5ml * 0.02) / 20ml = 0.005 mol/l (M2)

(4ml * 0.02) / 20ml = 0.004 mol/l (M2)

(3ml * 0.02) / 20ml = 0.003 mol/l (M2)

(2ml * 0.02) / 20ml = 0.002 mol/l (M2)

(1ml * 0.02) / 20ml = 0.001 mol/l (M2)

2. Velocidad de consumo en cada uno de los sistemas:

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Tabla 2. Se muestran las velocidades de consumo para el perdisulfato a diferentes concentraciones.

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Concentración de ion perdisulfato(mol/l)

Velocidad de consumo(mol* l-1 seg-1)

0.010 0.010/39 = 2.564*10-4

0.009 0.009/50 = 1.800*10-4

0.008 0.008/64 = 1.250*10-4

0.007 0.007/67 = 1.045*10-4

0.006 0.006/85 = 7.059*10-5 0.005 0.005 /105 = 4.762*10-5

0.004 0.004 /132 = 3.030*10-5 0.003 0.003/158 = 1.899*10-5

0.002 0.002/215 = 9.302*10-6

0.001 0.001 /235 = 4.255*10-6


Log (velocidad de consumo)

Log (concentración de ion perdisulfato)

-3.591 -2.000

-3.745 -2.046

-3.903 -2.097

-3.981 -2.155

-4.151 -2.221

-4.322 -2.301

-4.519 -2.398

-4.721 -2.523

-5.031 -2.699

-5.371 -3.000

3. Representación Gráfica.

-3.2 -3 -2.8 -2.6 -2.4 -2.2 -2 -1.8

-6

-5

-4

-3

-2

-1

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f(x) = 1.79165086179489 x − 0.133870379952772R² = 0.9798945483245

log (r) vs log[S2O8-2]

Y = 1.7917x - 0.1339 → El orden de la reacción respecto al ion Perdisulfato es b = 1.7917 ≈ 2.Log (K’) = -0.1339 → K´ = 0.735

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4.- Hallando las velocidades de reacción para la parte B:

TUBO TIEMPO

10°C 16 min 30 seg

20°C 8 min 24 seg

50°C 1 min 1 seg

Concentración de ion perdisulfato

(mol/l)

Log (Concentración)

Velocidad de consumo

(mol l^-1 seg^-1)

Log(Velocidad)

0.004 -2.398 4.065*10-6 -5.391

7.936*10-6 -5.100

6.666*10-5 -4.176

Podemos notar que la velocidad aumenta, esto se debe al efecto de la temperatura.

Tabla de Constante vs. Temperatura:

-4.6 -4.4 -4.2 -4 -3.8 -3.6 -3.4 -3.2 -30

0.020.040.060.080.1

0.120.1

0.05

0.02

Grafico exp. 2

1/T (1/°C)

log

k'

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Tabla 4

Tabla 5

Tabla 6

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k’ TEMPERATURA

3.383*10-5 10 °C

6.61*10-5 20°C

5.55*10-4 50 °C


Y=-3.157-14.287X Ea =8.314*14.287=118.78 kJ/mol

4. Un catalizador es una sustancia que al introducirla en una reacción química, acelera, induce o propicia dicha reacción sin actuar en la misma (sin consumirse).

5. Podemos obtener la contante y el exponente de la concentración de iodo K y a, generando 2 pruebas y manteniendo la concentración de perdisulfato constante pero no la del catalizador.

CONCLUSIONES:

Podemos concluir que la velocidad de reaccion no solo depende de la Temperatura en la que se realiza sino tmbien de la concentracion del catalizador utilizado.

El experimento concuerda con lo visto en la teoria ya que a velocidades aumentan cuando mayor es la concentracion del perdisulfato.

OBSERVACIONES:

Debemos tener en cuenta que no se trabajo con un mismo catalizador para todo el experimento pues este se acabo y modifico los tiempos de ejecucion de este presente laboratorio.

Se debe agitar constantemente los tubos de ensayo para que la reaccion sea lo mas rapida posible y evitar posibles fuentes de error.

BIBLIOGRAFÍA

o http://www.uv.es/fqlabo/QUIMICOS/GRADO/LQII/LQII_2012-2013/LQII_Practica_7_Cinetica_gases.pdf

o Guía de laboratorio de Fisicoquimica2 pag.6-13.o Logan pag. 12-20

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http://www.uv.es/fqlabo/QUIMICOS/GRADO/LQII/LQII_2012-2013/LQII_Practica_7_Cinetica_gases.pdf

http://www.uv.es/fqlabo/QUIMICOS/GRADO/LQII/LQII_2012-2013/LQII_Practica_7_Cinetica_gases.pdf


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