Velocitat de Reacció

Reacció química. Concentració. Reactius. Temperatura. Pressió. Termodinàmica. Ordre de Reacció

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

INTRODUCCIÓ

velocitat de reacció: 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]..., essent Kr = kT/h K#, on K# és la constant d'equilibri de la formació del complex activat definida per K# = e-AG#/RT, kT/h una constant amb el sentit d'un factor de freqüència i k la fracció de molècules que travessen l'estat de transició per a originar productes, la qual pren normalment valors molt pròxims a la unitat. 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 (coincident amb la Kr definida abans), 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.

ordre de reacció: 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.

RESULTATS

  • Expresseu els resultats en una taula de la següent forma i calculeu la constant de velocitat mitjana.

  • mL NaOH 0,1 M: 20.6, 22.1, 22.7, 23.3, 24.2, 25.5, 28.3

    t (min)

    [àcid]t (mol/l)

    [MeAc]t (mol/l)

    [MeAc]t / [MeAc]o

    ln{[MeAc]t / [MeAc]0}

    k (min-1)

    0

    0,0206

    0,0077

    1

    0

    15

    0,0221

    0,0062

    0,805

    -0,217

    0,0145

    30

    0,0227

    0,0056

    0,727

    -0,319

    0,0106

    45

    0,0233

    0,005

    0,649

    -0,432

    0,0096

    60

    0,0242

    0,0041

    0,532

    -0,631

    0,0105

    75

    0,0255

    0,0028

    0,364

    -1,011

    0,0134

    "

    0,0283

    0

    0

    k mitjana=0.0117 min-1

  • Representeu gràficament els valors de ln {[MeAc]t/[MeAc]0} en ordenades i els valors de t en abscisses i ajusteu els valors obtinguts a una recta mitjançant el mètode dels mínims quadrats.

  • Gràfica en la següent pàgina, amb la seva corresponent línia de regressió.

  • Calculeu la constant de velocitat de la reacció k a partir del pendent de la recta obtinguda.

  • Compareu els valors de les constants de velocitat obtingudes en els apartats 1 i 3 i calculeu l'error relatiu que es comet si s'utilitza la constant mitjana en comptes de la constant obtinguda per regressió lineal..

    pendent=-0.0122= -k ! k=0.0122

    Error relatiu=[(0.0177-0.0122)/0.0122]·100=45,08%

    Tot i que els valors de les constants de velocitat obtingudes en els apartats 1 i 3 són força semblants, al ser valors molt petits l'error relatiu és considerable (un 45%). Per tant, tot i que trobar la constant de velocitat mitjançant la mitjana aritmètica és un mètode força bo, no costa gens calcular la constant de velocitat per regressió lineal, ja que aquest últim sistema és molt més fiable, ja que amb valors tant petits l'error que es produeix és força gran

    CONCLUSIONS

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

    • Com es pot comprovar a la gràfica, el valor de la r és força bo, tot i que no és un valor amb el qual puguem estar satisfets de la realització pràctica.

    • També hem de comentar els valors de la k que hem trobat en l'apartat 1, els quals no segueixen una relació. Aquest fet pot estar degut, i segurament que està degut, al fet d'haver fet una mala realització de la pràctica en algun sentit com pot ser: valoració mal realitzada, no fer les valoracions en el moment oportú, ...

    BIBLIOGRAFIA

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

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

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