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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA
CÁTEDRA: CINÉTICA METALÚRGICA
María Monrroy Johanny SalasAlan Fernández
Yatzibi RojasReimarys Lista
Sánchez Marcela
RESUMEN . Determinación experimental de la ley de la velocidad y laenergía de activación a partir de la cinética de la reacción entre los iones deferricos y yoduro. En esta práctica se obtuvieron los tiempos en que se
produce la reacción en distintas concentraciones, haciendo variar una especiequímica y la otra manteniéndola constante. na ve! obtenido los datosexperimentales, se gra"can esos valores entre #n$%&t' con respecto a #n()e **
* + y luego #n$%&t' respecto a #n( - +. #a pendiente de las rectas nos dará aconocer el valor del orden de la reacción para el )e *** y - que son $%, //0' con$ /./1' de error, y $%,0% 2' con $0%. 21' de error respectivamente. 3or otrolado se halla la E a usando la ecuación de arrhenius, gra"cando #n$%&t' 4 %&5, y la pendiente será E a &6 obteniendo como energía de activación $7/0%.0'.
KEY WORD . Ley de Velocidad, Orden de Reacci n, !ner"ía deActi#aci n, $ones F%rricos, $ones Yod&ro, Velocidad de Reacci n .
INTRODUCCIÓN
!n esta 'ráctica se tienecomo objeti#o, determinare('erimentalmente la ley de la#elocidad y la ener"ía de acti#aci n)! a* en +j mol 'ara la reacci n de-Fe ... . -$ / 0 -Fe .. $- 1 !l orden dereacci n con res'ecto a &n reacti#oes el e('onente de s& t%rmino deconcentraci n en la ley de la#elocidad1 L&e"o se determina laener"ía de acti#aci n 2&e es laener"ía mínima 2&e deben 'oseerlas entidades 2&ímicas, átomos,
mol%c&las o iones, 'ara 'rod&cir&na reacci n 2&ímica1
La #elocidad de &na reacci n
es &na medida de la ra'idez con la2&e los reacti#os reaccionan odesa'arecen y, tambi%n, con la 2&elos 'rod&ctos se 3orman o a'arecen14&anto menor es el tiem'o 2&etardan en 3ormarse los 'rod&ctos,mayor será la #elocidad de lareacci n 2&ímica1
Los e('onentes de lasconcentraciones re'resentan los
rdenes de reacci n res'ecto de esa
UUNNEEXXPPOO
CINÉTICA DE LA REACCIÓN ENTRELOS IONES FÉRRICOS Y YODURO(MÉTODO DE LAS VELOCIDADES
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es'ecie1 !l orden de reacci n sere5ere a las 'otencias a las 2&e lasconcentraciones se ele#an en leyde #elocidad cin%tica1 La #elocidadde &na reacci n 2&ímica 'or lo"eneral se #e a3ectada 'orconcentraci n, Ley de la #elocidad,y 'or la tem'erat&ra, &tilizando laec&aci n de arrheni&s1
6 7 A8e /!a R9
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MATERIALES UTILIZADOS
EQUIPOS:4ilindros "rad&ados de:;ml1
Matraces !rlenmeyers de-:;ml1<lancha de a"itaci nMa"netos4ron metro<i'etas
9erm metros
SUSTANCIAS:6$=a - S - O>
A"&a destiladaFe)=O >*>
?=O >
Almid n )$ndicador*
METODOLOGÍAEXPERIMENTAL
<re'arar en cilindros"rad&ados de :;ml, @sol&ciones con :ml de 6$,
;ml de =a - S - O> y com'letarcon a"&a destilada1
4olocar &no de loserlenmeyer con lassol&ciones 're'aradasanteriormente en &na'lancha de a"itaci n ya"re"ar &na de lassol&ciones 're'aradas en loscilindros )mantener a"itaci ncontin&a*, medir el tiem'o2&e tarda la sol&ci n en'onerse az&l1 Re'etirlo con
<re'arar en B erlenmeyersol&ciones de Fe)=O
>*
>, ?=O
>
y ?-O, con las cantidades
indicadas de cada s&stancia'ara cada sol&ci n'osteriormente introd&cir&na cantidad de almid n)cada sol&ci n con s&d&'licado*
<re'arar en @ cilindros"rad&ados, sol&ciones con
;ml de Fe)=O>*
>, ;ml de
?=O> y com'lete con ?
-O1
<re'arar en B erlenmeyersol&ciones con cantidadesdi3erentes de 6$, =a
-S
-O
> y
?-O 'ara cada sol&ci n y &na
'e2&eCa cantidad de almid n)cada &na con s& d&'licado*
Realizar la misma o'eraci n2&e en el 'aso >1
<re'arar @ sol&ciones enmatraces con :ml de 6$,
;ml de =a-S
-O
> y com'lete
con ?-O1 $ntrod&cir &na
cantidad de almid n
<re'are @ sol&ciones encilindros "rad&ados deFe)=O
>*
> y ?=O
>
4ontrolar la tem'erat&ra en&no de los matraces hasta2&e est% en -: D4 )hacerlo'or d&'licado*1 Realizar la
misma o'eraci n 2&e en el'aso >1 Re'etir lae('eriencia con s&sres'ecti#os d&'licados a lastem'erat&ras de -; D4, :D4 y ; D4
33
!!
""
##
$$
%%
&&
''
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tabla I E atos 9e ricos
M Fe)=O >* M 6$;,;B M ;,;B M
$b* Ley de Velocidad de la Reacci nentre los iones Fe ... y $/1
/r 7 6GFe ... HG$/HTABLA II. $ones F%rricos
Sol
Fe)=O >
* 9iem'o) *)s*
9iem'o)-*)s*
1 ; :1-@ I1>I2 : B1 :1B3 -; -1I B1
-: 1B> -1B-
TABLA II. $ones Yod&roSol
6$ )ml* 9iem'o) *)s*
9iem'o)-*)s*
! - - 1 @ >;1>" : :1-@ I1>I# @ :1>I B1;@$ - 1 I ;1@
TABLA III. !ner"ía de Acti#aci nSol
9em'
9iem'o) *)s*
9iem'o)-*)s*
% -: 1;> >1I>1&
-; B;1>> >:1 -
11
: :>1@ B 1@
12
; :;1: :@1@K
TABLA I' 1 Res<ados!('erimentales
Sol ( )*o+,-
Co/0 /( ,M
1 :1@- B( ; />
2 :1;K I( ; />
3 >1>K @( ; />
1K> ;,;
! -@1 B B1@( ;/>
" :1@- I( ; />
# B, - 1-( ; />
$ ;1K@ @1B( ;/>
Tabla ' E Res<ados !('erimentales
Sol
t / )s / * Ln) t* LnGFe... H
;1;I> /-1 IBI
/:1:- :
- ;1;II /-1 @
/:1 :K
> ;1; : /-1:K;>
/B,@-@>
B ;1;@B /-1B IK
/B1I;:
Orden de Reacci n res'ecto de los$ones F%rricos
,-KKI
Tabla 'I E Res<ados!('erimentales
Sol
t / )s / * Ln) t* LnG$/H
: ;1;>: />,>:-B
/:,>>K
I ;1;I> /-, IBI
/:, :K
;1;I@ /-,I@@-
/B,K>>
@ ;1;K /-,>KIK
/B, K:
Orden de Reacci n res'ecto de los$ones Yod&ro
,I -
Tabla 'II E Res<ados!('erimentales
Sol 9 )6* t 'romedio )s*K -K@ -,>>; -K> >@,;>
-@@ :;,@B- -@> :B1
Tabla 'III E Res<adose('erimentales
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Sol
t / )s / * Ln) t*
9 / )6 / *
K ;1;@ /-,: >
>
>,>:: (; />
; ;1;-I />,IBK
I
>,B -K(; />
;1; K />,KI>
>
>,B --(; />
- ;1; @ /B1;
B
>,:>>I(; />
!ner"ía de Acti#aci n>KI 1I
Tabla IX: R - l(a o-E4) *5+ /(al -
Ley de Velocidadde la Reacci n
!ner"ía deActi#aci n 'arala reacci n)6J mol*
/r7 6GFe ..
. H1-KG$/H1I>KI 1I
Tabla X 1 !rrores
Valorobtenido
Valor#erdadero
!rror
GFe... H ,-KK -K1KG$/H ,I - I 1-
! a)4al mol*
>KI 1I /////// //////
C6LCULOS REALI7ADOSLos datos mostrados en las
tablas $ y $b son de ti'o te rico y losmostrados en las tablas $$ y $$$ sondatos obtenidose('erimentalmente mientras 2&elos mostrados en el resto de lastablas 'ro#ienen de &na serie de
cálc&los, los c&ales se e('lican yejem'li5can a contin&aci nE
9abla $V1 <ara calc&lar el'romedio de los tiem'os, ses&maron los tiem'os de cadasol&ci n con s& d&'licado y sedi#idi 'or -1
<ara la sol&ci n E
( ) s
st 82.15
2
36.1628.15=
+=
<ara hallar la concentraci ndel Fe ... y del $ /, se hall la cantidadde moles 'resente en laconcentraci n inicial y se di#idi 'orel n&e#o #ol&men de la sol&ci n1
<ara laSol&ci n E
[ ]+++−
−
−
−−
×=×
×=
×=∗×
Fe M lt
mol M
mol lt lt
mol
33
4
43
10410100
104
104101004,0
<ara la Sol&ci n :E
[ ]−−
−
−
−−
×=×
×=
×=∗×
I M lt
mol M
mol lt lt
mol
33
4
43
108.410100
108,4
108,4101204,0
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e manera similar se realizanlos cálc&los con las otras sol&ciones1
9abla V y V$E
Nra5cando los #alores delLn) t* Vs1 !l LnGFe ... H se obt&#o&na recta de 'endiente i"&al alorden de reacci n de los iones3%rricos1 $"&almente oc&rri al"ra5car Ln) t* Vs LnG$ /H,obteni%ndose el orden de reacci nde los iones yod&ro1
9abla V$$$1 Nra5cando elLn) t* Vs1 !l in#erso de latem'erat&ra se obt&#o &na recta de'endiente i"&al aE
onde R7 @1> B( ; > +j +mol
4on la c&al se '&do hallar el#alor de la ener"ía de acti#aci n)!a* 'ara dicha reacci n1
DISCUSIÓN
<ara conocer el orden dereacci n se realizaron distintas"rá5cas de la si"&ienteE -Fe ... . -$ /
0 -Fe .. $- las 3&nciones mostradasen dichas "ra5cas re'resentan &narecta donde las 'endientes deestas son el orden de reacci n1 !l#alor obtenido 'ara el orden de Fe ..
. 3&e de ,-KKI con &n mar"en deerror de -K1K y $ / el orden obtenido3&e de ,I - con &n error deI 1- 1
!ntonces como se '&ede #eren las "rá5cas 'ara ladeterminaci n de los rdenes dereacci n de los iones 3%rricos yyod&ros, h&bieron errores, 2&e 'ara'oder obtener la mejor recta no setomaron en c&enta al"&nos '&ntosya 2&e estaban m&y dis'ersos de ladistrib&ci n lineal y a n sintomarse dichos '&ntos, el error sesi"&i notando, sobre todo en elcaso del orden de reacci n de losiones de yod&ros, en donde el ordente rico es de y en la e('erienciaes de 1I 1
4on res'ecto a estos errores'resentes se '&ede s&'oner 2&e'&dieron haber sido ca&sados 'or&na mala 'erce'ci n del #iraje decolor en la sol&ci n y, 'or ende &namala medida del tiem'o dereacci n, 2&e sería totalmenteinadec&ado entones, esto '&do ser&n 3actor ca&sante de errores1 <orotro lado se sabe 2&e si se habríadejado reaccionar más del ; elm%todo de las #elocidades inicialesres<ase ina'licable1
Al"&nos de estos errores se'&eden deber a la 'osible
R
Eam
−=
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contaminaci n de las s&stancias&tilizadas )como en el caso de?=O >*1
CONCLUSIONES
4omo ya mencionamos, 'araa'licar el m%todo de las#elocidades iniciales, lamedici n del tiem'o dereacci n se debe realizarhasta 2&e haya transc&rrido&n ; a'ro(imado de lareacci n 'ara 2&e este se'&eda a'licar1
9odo instr&mento demedici n, tiene s& ran"o deerror1
!n la 'ráctica se realizaronlas sol&ciones 'or d&'licado,si se realizan mas sol&cioneses m&y 'robable 2&e sered&zcan los már"enes deerrores1
RECOMENDACIONES
Lo 'rimero seria medir bienlos reacti#os a la hora dehacer las sol&ciones en lascantidades indicadas1
Se debe a"re"ar el almid n acada sol&ci n en el instanteen 2&e es colocada en la'lancha de a"itaci n, 'or sereste &n indicador1
BIBLIOGRA8ÍA
PPP1mono"ra5as1com
PPP1Panadoo1com
PPP1Pi+i'edia1com
Scott Fo"ler ?1Q!lementos de$n"eniería de lasreacciones &ímicas!ditorial McNraP?ill1 1F, se"&nda!dici n,<á"1E IK/ @1