PRACTICA 4

Cinética química Fisicoquímica II

PRACTICA 4

HALOGENACION DE ACETONA

OBJETIVO

Determinar el orden de reacción para la reacción de halogenación de acetona respecto al yoduro.

ANTECEDENTES

FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA. La reacción de yodación de acetona presenta una cinética lenta en condiciones normales, pero la reacción se acelera considerablemente en condiciones ácidas. En disolución acuosa la reacción de yodación de la acetona (2-propanona) catalizada por ácido puede describirse como:

CH3COCH3 + I2 CH3COCH2 + HI

Dado que, en la halogenación de cetonas catalizada por ácido, cada paso sucesivo de halogenación es más lento que el paso anterior y dado que en las condiciones en que se llevará a cabo la reacción estará presente un exceso de acetona respecto al yodo, podemos suponer que la especie formada será la -monoyodoacetona.

Para la determinación de la ecuación cinética de la reacción se empleará el método de aislamiento de Ostwald. Para ello, se empleará un exceso de acetona y de ácido respecto a la concentración de yodo presente. De forma que, podrá suponerse que las concentraciones de acetona y de ácido permanecen prácticamente constante durante la reacción.

La ecuación cinética para la reacción tendrá la forma:

Siendo k la constante cinética, , , y los órdenes parciales de reacción respecto a la acetona, al ácido y al yodo. Como consideramos que la concentración de ácido y acetona permanecen constantes durante la reacción, la ecuación anterior se transforma en:

Por tanto, la reacción será de pseudo-orden . Siendo kap la constante aparente que se observa que incluye la constante cinética real y los términos correspondientes a la contribución del ácido y de la acetona.

Laboratorio Fisicoquímica IIALCALÁ RAMÍREZ ALEJANDRA, LÓPEZ ARELLANO ABRAHAM

UAZ, ACS, UACQ, QFB, CUARTO SEMESTRE GRUPO C

[ H+ ]0 , [ Acetona ]0 >> [ I2 ] ⇒ [ H ] , [ Acetona ]≃cte .

r=k [C2 H 6 O ]α [ H2 ]β [ I2 ]γ

r=kap [ I 2]γ siendo kap=k [C2 H6 O ]α [ H2]β

Yodo 0.02 M Acetona 1 M H2SO4 1M NaHCO3 0.05 M Na2S2O3 0.01 M Almidón 1%


MATERIAL Y REACTIVOS

1 bureta de 25 ml 3 probetas de 50 ml 2 pipetas de 10 ml 1 cronómetro 8 matraces Erlenmeyer de 250 ml 1 matraz Erlenmeyer 50 ml 1 matraz aforado de 50 ml 1 vaso de precipitado 300 ml

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Hay que mezclar 25 ml de solución 1 M de acetona con 25 ml de solución 1 M de ácido sulfúrico, en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, anotar el tiempo cuando 50 ml de solución 0.02 M de yodo es adicionado con buena agitación. Tomar una alícuota de 10 ml de solución 0.5 de bicarbonato de sodio. Titular la alícuota con solución 0.01 M de tiosulfato de sodio(Na2S2O3), usando de almidón como indicador(1 ml), el cual deberá ser añadido al matraz cerca del punto final de la titulación. Retirar alícuotas de 10 ml cada 7 minutos y titularlos de la manera descrita, anotando el tiempo exacto en el que la alícuota se mezcla con la solución de bicarbonato de sodio, repetir este procedimiento hasta tener siete muestras.

RESULTADOS EXPERIMENTALES Para encontrar la constante de la velocidad(k) de la reacción tomamos los volúmenes gastados de Na2S2O3 0.01 M a diferentes tiempos, calculamos la concentración de I2 mediante la fórmula C1V1=C2V2 siendo la concentración y el volumen 1 del Na2S2O3 0.01 M con el volumen gastado a diferente tiempo volumen 2 son los 10 ml de la alícuota que tomamos de la solución que previamente preparamos (25 ml de acetona, 25 ml de ácido sulfúrico, 50 ml de yodo de esta primera mezcla tomamos 10 ml y la llevamos a 10 ml de bicarbonato de sodio, le agregamos 1ml de almidón el cual actúa como indicador y nos indica el final de la titulación dándonos un cambio de azul a transparente.Obtenemos el logaritmo de la concentración del I2. Se reportan los resultados en la siguiente tabla: Tiempo(min)

Volumen de Na2S2O3 0.01 M (ml)

[I2] M

ln[I2]

0.5 28.6 0.0286 -3.554348567.18 28.7 0.0287 -3.5508581614 27.6 0.0276 -3.5899395121 27.7 0.0277 -3.5863228728 27.1 0.0271 -3.6082215535 27.2 0.0272 -3.6045383142 24.5 0.0245 -3.7090821649 24.3 0.0243 -3.71727893

Tabla de resultados.Con estos datos construimos una grafica de el volumen en ml de titulante Na2S2O3 vs tiempo (min)




Grafico 1 volumen VS tiempo

Se grafica después el tiempo contra el logaritmo de la concentración del I2

Grafico 2.




Hacemos una regresión lineal y se determina el valor de la pendiente que será el valor de la constante de la velocidad (k) siendo este valor es de -0.0034El orden de reacción con respecto al yodo es de primer orden ya que teniendo datos de concentración y tiempo, se sustituyen estos en la ecuación integrada para diferentes órdenes y se determina que se obtiene una línea recta.



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