OBJETIVO

Que el estudiante analice los factores que afectan a la velocidad de reacción, como: concentración, temperatura, naturaleza de los reactivos y catalizadores.

FUNDAMENTO

Experimentalmente se ha determinado que los factores que afectan a lavelocidad de reacción son esencialmente: la naturaleza de los reactivos; laconcentración, la temperatura y la presencia de catalizadores. La velocidad deuna reacción está relacionada con la actividad química de las sustancias quecolisionan para formar un producto, esto es dependen tanto de sus estructurasatómicas y moleculares como el tipo de enlace que contengan.

1. Investigar como afecta la concentración de los

reactivos, la temperatura, la naturaleza de los reactivos y catalizadores, en la velocidad de una reacción química.

Efecto de la concentración

Por la misma razón que son más frecuentes los accidentes de tráfico en las, «horas punta», cuanto mayor sea el número de moléculas de los reactivos presentes en un mismo volumen más fácilmente podrán colisionar. Asimismo, cuanto mayor sea el número de colisiones que se producen en la unidad de tiempo, tanto más probable será la realización de un choque eficaz, esto es, de un choque que dé lugar a la transformación de las moléculas.

PRE-LABORATORIO

Experimentalmente se observa que la velocidad de

una reacción aumenta bastante rápidamente con la temperatura. Considerando conjuntamente la teoría cinética y la teoría de colisiones es posible explicar tal comportamiento. Al aumentar la temperatura, la energía cinética de las moléculas de los reactivos aumenta, con lo que los choques son más violentos poniéndose en juego en un mayor número de ellos la energía suficiente como para superar esa barrera que constituye la energía de activación.

Efecto de la temperatura

Medio El medio particular usado para contener la reacción a veces puede tener un

efecto sobre la velocidad de reacción. Muchas reacciones se llevan a cabo en un disolvente de algún tipo, y el disolvente puede aumentar o disminuir la velocidad de reacción, en función de cómo se produce la misma. Puedes acelerar las reacciones que implican especies intermedias cargadas, por ejemplo, mediante el uso de un disolvente tal como agua, que estabiliza la especie y promueve su formación y la posterior reacción altamente polar.

Catalizador Catalizadores trabajan para aumentar la velocidad de una reacción. Un

catalizador funciona cambiando el mecanismo físico normal de la reacción a un nuevo proceso, que requiere menos energía de activación. Esto significa que a cualquier temperatura dada, más moléculas poseerán que la energía de activación inferior y reaccionarán. Los catalizadores logran esto en una variedad de maneras, aunque un proceso que el catalizador actúe como una superficie en donde las especies químicas son absorbidas y retenidas en una posición favorable para la reacción posterior.

Investigar la formula química y las propiedades fisicoquímicas de los siguientes compuestos: tiosulfato de sodio (Na2S2O3), permanganato de potasio (KMnO4), ácido oxálico ( HO2CCO2H), clorato de potasio ( KCLO3), dióxido de manganeso (MnO2).

Tiosulfato de Sodio

Permanganato de Potasio

Ácido Oxálico

Clorato de Potasio

Dióxido de Manganeso

1. Se numeran 3 vasos de precipitado de 50 mL (1,2 y 3) y se les

deposita solución de tiosulfato de sodio (Na2S2O3) 0.25 M y agua

destilada de la forma siguiente:

PROCEDIMIENTOEfecto de la concentración

2. Se prepara una hoja de papel blanco marcada con una cruz y un reloj con segundero.

3. Se coloca el vaso no. 1 con la solución de tiosulfato, sobre la cruz; se agregan 0.5 mL de solución de HCl 2.0 M y se toma el tiempo que transcurre desde que se agrega el ácido hasta que no se pueda ver la cruz debajo del vaso. Se anotan los datos en el cuadro 1.

4. Se repite la misma operación con los vasos 2 y 3 y

se registran sus tiempos. Universidad Veracruzana

5. Se grafican los resultados en papel milimétrico, relacionando el volumen de tiosulfato (concentración) contra el tiempo.

VASO Volumen de agua (mL )

Volumen de Na2S2O3 (mL)

Tiempo ObservadoSegundos

1 12 4 230

2 8 8 120

3 4 12 30

1. Se preparan 3 tubos de ensaye de 13 x 100 mm conteniendo c/u, 1.5 mL de solución de ácido oxálico 1.0 M y 0.5 mL de agua destilada. Se numera cada tubo (1, 2 y 3).

2. En un vaso de precipitado de 100 mL; se calienta a 40 ºC un volumen de 50 mL de agua de la llave.

3. Cuando esté listo el vaso de pp con la temperatura constante de 40ºC, se agrega al tubo No.1, 1 mL de solución de y se introduce de inmediato al vaso de pp; se empieza a contar el tiempo (debe mantenerse la temperatura a 40ºC, calentando ligeramente o enfriando con más agua sí es necesario). Se anota el tiempo que tarda en desaparecer el color violeta del permanganato y se obtenga un color amarillo parecido al de la cerveza; se deja el tubo un rato más hasta que desaparezca el color y se toma el tiempo final. Se retira del vaso el tubo No. 1 y se anotan las observaciones.

Efecto de la temperatura

4. Se continúa el calentamiento hasta que la temperatura suba a 60ºC y en ese momento se agrega al segundo tubo 1 mL de solución de permanganato y se introduce al vaso de pp; se repiten las mediciones que se hizo al tubo No. 1 y se anotan los datos.

5. Sacar el tubo No. 2 y aumentar la temperatura del agua a 80ºCy repetir el mismo proceso con el tubo No. 3.

6. Se grafican los resultados en papel milimétrico relacionando temperatura contra tiempo.

TUBO Temperatura°C

Tiempo ObservadoSegundos

1 40 70.2

2 60 50

3 80 15

1. Se preparan 3 tubos de ensaye de 13 x 100 mm con 0.5 mL de 0.1 M cada uno.

2. Se marcan los tubos con los símbolos: Cu, Zn y Mg3. Se pesan 0.1 gr. de cada uno de estos metales en la balanza granataría. 4. Se agrega el cobre ( ) al tubo correspondiente tomando el tiempo de reacción desde el momento de la adición del metal al tubo, hasta que se observe la conversión completa de dicho metal. 5. Se hace lo mismo con el zinc ( ) y el magnesio ( ). 6. Se grafican los resultados relacionando los metales contra el tiempo de la reacción.

NATURALEZA DEL REACTIVO

TUBO Reactivo Tiempo ObservadoSegundos

1 Cu 0

2 Zn 20

3 Mg 300

Efecto de la Concentración

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15

Tie

mp

o (

Seg

un

do

s)

Tiosulfato (ml)

Efecto de la Concentración

Tiempo de Reacción

Efecto de la Temperatura

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100

Tie

mp

o (

Seg

)

Temperatura

Efecto de la Temperatura

Teimpo (Seg)

Naturaleza del Reactivo

0

50

100

150

200

250

300

350

Cu Zn Mg

Tie

mp

o S

eg

un

do

s

Tiempo de Reaccion

Tiempo de Reaccion