Constant de Velocitat K

Reacció de Saponificació. Acetat d'Etil. Medi basic. Cinètica de Segon Ordre. Ordre de Reacció. Concentració. Reactius

  • Enviado por: Òscar Montserrat i Prat
  • Idioma: catalán
  • País: España España
  • 4 páginas
publicidad
publicidad

INTRODUCCIÓ

L'objecte de la present pràctica és trobar la constant de velocitat k, de la reacció de saponificació de l'acetat d'etil en medi bàsic, la qual segueix una cinètica de segon ordre, mitjançant conductimeteria. L'ordre de reacció es defineix com el nombre real definit formalment com la suma dels exponents dels termes de concentració que intervenen en l'expressió diferencial de la velocitat d'una reacció i que té el sentit del nombre mínim d'espècies que semblen reaccionar simultàniament d'acord amb l'equació cinètica que regeix el procés.

Quan es parla de velocitat de reacció, es parla de la variació amb el temps de la concentració d'un dels reactius o dels productes que intervenen en una reacció química. En general, la velocitat d'una reacció química depèn, a temperatura i pressió determinades, de la natura i la concentració dels reactius, mitjançant una constant numèrica coneguda com a constant de velocitat, la qual és alhora funció de la temperatura. L'estudi de les velocitats de reacció pot ésser abordat des d'un punt de vista microscòpic o macroscòpic. En l'anàlisi microscòpica hom estudia fonamentalment l'evolució de la constant de velocitat amb la temperatura. Històricament, el primer intent de relacionar la constant de velocitat amb la temperatura fou fet per S.Arrhenius mitjançant la seva teoria del complex activat (equació d'Arrhenius), segons la qual únicament les molècules que a una temperatura determinada posseeixen una energia suficient poden reaccionar després de la formació prèvia d'un complex activat. L'any 1935, H.Eyring desenvolupà la teoria de l'estat de transició, basada en el coneixement de les hipersuperfícies de potencial dels processos en particular i en l'aplicació de la termodinàmica estadística a l'estudi de l'equilibri dels reactius amb el complex activat, per a assolir finalment una formulació termodinàmica de l'equació de velocitat del tipus v= Kr [A] [B]... Des d'un punt de vista macroscòpic, en una reacció del tipus aA + bB + ...=> rR + sS + ... hom pot expressar la velocitat de reacció tant com a velocitat de desaparició dels reactius com de formació dels productes. En forma diferencial, l'equació és del tipus v = dcA/dt = kCaA CbB..., essent c les concentracions dels reactius i k la constant de velocitat, essent n = a + b +... l'ordre de reacció. L'estudi experimental de les velocitats de reacció té lloc per mesura de concentració --tant per mètodes físics com químics-- d'un reactant o producte en funció del temps. En el cas de reaccions molt ràpides, cal recórrer a tècniques especials, les més usuals de les quals són els mètodes de relaxació, les ones de xoc i la fotòlisi de centelleig. L'estudi de les velocitats de reacció constitueix l'objecte de la cinètica química.

RESULTATS

  • Feu una taula de valors com la següent:

  • t (min)

    Kt (mS)

    (K0-Kt)/t

    0

    2.30

    0

    1

    2.27

    3.00 · 10-2

    2

    2.22

    4.00 · 10-2

    3

    2.14

    5.33 · 10-2

    4

    2.11

    4.75 · 10-2

    5

    2.05

    5.00 · 10-2

    6

    2.00

    5.00 · 10-2

    7

    1.94

    5.14 · 10-2

    8

    1.90

    5.00 · 10-2

    9

    1.86

    4.89 · 10-2

    10

    1.82

    4.80 · 10-2

    11

    1.78

    4.72 · 10-2

    12

    1.74

    4.67 · 10-2

    13

    1.70

    4.61 · 10-2

    14

    1.69

    4.35 · 10-2

    15

    1.66

    4.27 · 10-2

    16

    1.64

    4.12 · 10-2

    17

    1.61

    4.06 · 10-2

    18

    1.58

    4.00 · 10-2

    19

    1.57

    3.84 · 10-2

    20

    1.54

    3.80 · 10-2

    21

    1.53

    3.67 · 10-2

    22

    1.50

    3.63 · 10-2

    23

    1.49

    3.52 · 10-2

    24

    1.47

    3.46 · 10-2

    25

    1.45

    3.40 · 10-2

    26

    1.44

    3.30 · 10-2

    27

    1.42

    3.26 · 10-2

    28

    1.41

    3.18 · 10-2

    29

    1.40

    3.10 · 10-2

    30

    1.39

    3.03 · 10-2

    31

    1.37

    3.00 · 10-2

    32

    1.36

    2.94 · 10-2

    33

    1.35

    2.88 · 10-2

    34

    1.34

    2.82 · 10-2

    35

    1.33

    2.77 · 10-2

    36

    1.32

    2.72 · 10-2

    37

    1.31

    2.67 · 10-2

    38

    1.30

    2.63 · 10-2

    39

    1.29

    2.59 · 10-2

    40

    1.29

    2.52 · 10-2

    41

    1.28

    2.49 · 10-2

    42

    1.27

    2.45 · 10-2

    43

    1.26

    2.42 · 10-2

    44

    1.26

    2.36 · 10-2

    45

    1.25

    2.33 · 10-2

  • Representeu els valors de Kt en ordenades i els valors de (K0 - Kt)/t en abscisses, Calculeu la recta de regressió i determineu la constant de velocitat i la conductivitat a temps infinit a partir de la mateixa.

  • La representació gràfica ve representada en l'última pàgina de l'informe, juntament amb la recta de regressió, la qual és y = 25.741x + 0.6461 amb un coeficient de regressió r= = 0.6618.

    Per tant, per l'equació que es troba a la introducció de la pràctica (no en aquest informe), podem dir que K"=0.6461 de forma directa.

    També sabem que la pendent a=25.741=1/k·C0,

    per tant k=1/25.741·0.02=1.942 l·mol-1·min -1.

  • Compareu la conductivitat a temps infinit obtinguda experimentalment al cap de 24 hores amb el valor que s'obté de la recta de regressió (preneu aquest valor com a teòric) i calculeu-ne l'error relatiu,

  • Valor teòric: 0.55

    Valor experimental: 0.6461

    Error relatiu: [(0.6461-0.55)/0.55]·100=17.47%

    Tal com ens ha sortit la recta de regressió, podem estar satisfets del tant per cent d'error relatiu ja que creiem que seria força més alt; tot i això tampoc ens podem donar per satisfets per la realització experimental de la pràctica.

    CONCLUSIÓ

    Les conclusions i/o observacions que volem fer sobre aquesta pràctica són les següents:

    • Volem constatar que en l'apartat 2 no hem inclòs en la recta de regressió el valor corresponent a t=0 ja que incloent-hi aquest valor sortia un valor del factor de correlació de la recta de regressió molt més baix del que hem obtingut.

    • Tot i això, el valor que hem trobat del factor de correlació (r=0.6618) tampoc és molt bo. Aquest fet pot ser degut a diferents factors com poden ser: haver pres els valors de Kt d'una forma no del tot perfecta ja que haviem de compartir el conductímetre amb l'altra parella que realitzava la pràctica, també és pot donar el cas que aquest mètode (per conductimetria) no sigui el més precís per trobar la constant de la velocitat.

    BIBLIOGRAFIA

    • Diversos autors: l'Enciclopèdi@. AVUI. Barcelona, 1998.

    • Laidler, Keith J.: Cinética de reacciones. Ed. Alhambra. Madrid, 1971.

    • Metz, Clyde R.: Fisicoquímica. Ed. McGraw-Hill. Bogotà, 1991.