Determinació de la velocitat de reacció

Química. Comportament de Arrhenius. Disolució

  • Enviado por: Ventura
  • Idioma: catalán
  • País: España España
  • 5 páginas
publicidad

PRÀCTIQUES DE QUIMICA-FÍSICA

DETERMINACIÓ DE VELOCITATS DE REACCIÓ

Realitzada per: l E. Industrial

Data de la realització : 17-11-99

Companys de pràctiques :

Resum :

L'objectiu d'aquesta pràctica és determinar la relació existent entre la velositat de reacció i la temperatura de la reacció , mantenint la concentració constant ,i aixís poder explicar el comportament de Arrhenius .

El material utilitzat a la nostra pràctica és : un bas de precipitats de 100 ml, en que i preparem una disolució de tiosulfat a l'1%, escalfem aquesta solució fins aconseguir una temperatura estimada i despres afegim HCL i començarà la reacció , la reacció haurà finalitzat quan la disolució sigui totalment opaca .

I com podrem observar la temperatura està relacionada proporcionalment amb la k (constant cinètica de la velositat)

Introducció :

L'objectiu de la pràctica és determinar la velocitat de reacció a través de la temperatura.

Per contabilitzar la temperatura en que es troba la solució utilitzarem un termometre elèctric , i aquest ens donarà una gran fiabilitat .

Partirem d'una solució de tiosulfat a1% ( H2S2O3), al afegir àcid clorhídric obtindrem la seguent reacció :

S2O3 ² + 2 H+ H2O + SO2 + S

El sofre obtingut serà col.loidal i la seva aparació es retardarà

Passos que seguirem :

  • Netegar el material que farem servir

  • Preparar la solució amb 50 ml de tiosulfat ( a través d'una pipeta i una pera )

  • Escalfar la solució fins a la temperatura desitgada , controlan-t'ho sempre amb el termometre digital .

  • Fer una marca en un paper

  • Un cop assolida la temperatura òptima, posarem el bas de precipitats sobre la marca , després introduirem 5 cm³ d'àcid clorhídric (connectarem el cronometre) , barrajarem la solició amb una bareta, per facilitar la reacció.

  • Quan no es vegui la marca , voldrà dir que ha finalitzat la reacció ( pararem el conometre)

  • Teoria :

    En aquesta pràctica farem servir el principi d'Arrhenius :

    La velositat de reacció augmenta quan s'eleva la temperatura implica que la constant de velositat de la reacció ha augmentat .

    Equació d'Arrhenius :

    ln K = ln A -Ea/(RT)

    La A ( factor de col.lisió ) i la Ea ( energia d'activació ) són constants que presenta cada reacció , R és la constant del gasos ( 8.314 J/(k.mol) i la T és la temperatura en ( K ).

    A través de l'equació anterior obtenim l'equació en funció de K :

    K = Ae(-Ea/RT)

    Es pot comparar l'equació d'Arrhenius amb una equació d'una línia recta :

    ln k = ln A -Ea/R x 1/T

    Y = a + b x X

    El pendent és negatiu i és l'energia d'activació dividit per la constant dels gasos

    Referent a l'energia d'activació , s'ha de dir que per que la reacció es produeixi s'ha de superar l'energia d'activació ja que existeix un limit d'energia cinètica mínima que s'ha de superar .

    Comportament dels àtoms :

    Energia < Energia d'activació Energia > Energia d'activació

    Pràctica :

    El que ens demanen en aquesta pràctica :

    1er representar graficament la variació de k amb la temperatura .

    Taula de resultats :

    T ºC

    T k

    1/T x 10³

    t seg

    k = 1/t x 10³

    Log k

    20.5

    293.5

    3.4072

    105

    9.5238

    0.9788

    20.3

    293.3

    3.4095

    114

    8.7719

    0.9431

    25.2

    298.2

    3.534

    80

    12.5

    1.0969

    29.8

    302.8

    3.3025

    58

    17.2414

    1.2366

    30.1

    303.1

    3.2992

    62

    16.1290

    1.2076

    40.6

    313.6

    3.1887

    26

    38.4615

    1.5850

    50.2

    323.2

    3.0941

    19

    52.6316

    1.7212

    60.2

    333.2

    3.0012

    13

    76.9231

    1.8861

    Hauria de donar una gràfica exponencial que es correspondria amb l'equació d'Arrhenius :

    K = Ae(-Ea / RT) que hauria de sortir una representació gràfica y = e(1/x)

    Però podrem arribar a aproximar a que és una recta a través dels valors experimentals , i per tant la temperatura i la constant cinètica (k) són proporcionals.

    Considererem una recta y = 1.56x -448

    Determinació de la velocitat de reacció

    2on Ens demanen l'increment de temperatura que ens provoca un increment del 50 % de la velocitat de reacció , i el dobla la velocitat de reacció a varies

    seccions diferents de la corba .

    Com que tenim un comportament lineal de la temperatura i la constant cinetica , agafarem un punt de referència T = 298.2 K i una k = 12.5 1/s*10³ i voldrem que la velositat de reacció augmenti un 50% per tant k = 18.75 i ara trobarem la temperatura que hi ha en aquest punt T = 303.2 K ( si ho mirem a la gràfica veiem que és 308 K), per tant hi haurà hagut un increment de 1.670% si tenim en comte el valor de la taula ens dona un 3.28% .

    Per tant si volem augmenta un 50% la velositat haurem d'augmentar un 3.28% la temperatura.

    Tot i que el mètode usat per trobar aquest percentatge és una mica lent és del tot correcte i basat sobre els valors experimentals

    3er Representar gràficament log k en funció de T

    Determinació de la velocitat de reacció
    Determinació de la velocitat de reacció
    4rtRepresentar log k en funció de 1/T x 10³ i calcular l'energia d'activació de la reacció

    Ara trobarem l'energia d'activació gràcies a al transformació de l'equació d'Arrhenius amb una equació d'una linea recta , com es pot veure :

    ln k = ln A -Ea/R x 1/T

    Determinació de la velocitat de reacció
    Y = a + b x X

    Tindrem que el pendent b és l'energia d'activació i la constants dels gasos ideals i si coneixem l'equació a través dels valors experimentals i la seva representació en la gràfica anterior , ens dona un resultat :

    Y = -5.303 X +20.26

    • Nota : com que la constant cinètica k la em multiplicat per 1000 perque tingui un valor més significatiu , ara al calcular l'energia d'activació ens donarà amb KJ /ml

    Ea = 5.303 x 8.314 = 44.089 Kj/ml

    També trobarem la constant A que serà :

    ln A = 20.26

    I això implica que A = 629225338.9

    Determinació de la velocitat de reacció

    Determinació de la velocitat de reacció

    Determinació de la velocitat de reacció

    Determinació de la velocitat de reacció