UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTALINTEGRANTES:

SALAZAR CRISPIN GREGORIO

SANTOS ARIZAPANA ELVIRO

QUISPE PAUCAR MANUEL ENRIQUE

CINETICA QUIMICA

INDICE

1 INTRODUCCION………

2. RESUMEN…………………..

3. OBJETIVOS……………………

4. FUNDAMIENTO TEORICO…….

5. PARTE EXPERIMIENTAL……

6. REACTIVO………………..

7. MATERIAL……………..

8. DIAGRAMA DE FLUJO……

9. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS…………….

10. CALCULOS……………………

11. CONCLUCIONES……………

12. DISCUSIÓN……………….

13. BIBLIOGRAFIA………..

14. ANEXO HOJA DE SEGURIDAD………..

INTRODUCCION

La cinética química estudia la velocidad y el mecanismo por el cual una especie se

transforma en otra. La velocidad se define como la masa de un producto formado o un

reactante consumido por unidad de tiempo. Se entiende por mecanismo la secuencia

de eventos químicos individuales cuyo resultado global produce una reacción. En la

cinética química vemos considerados todos los factores que influyen en la reacción

(temperatura, naturaleza de los reactivos, catalizadores, etc.) explicando el porqué de

la magnitud de esa velocidad de reacción. La Rapidez (o velocidad) de reacción está

conformada por la rapidez de formación y la rapidez de descomposición.

La rapidez con la cual se produce una reacción química es una aspecto muy

importante, tanto del punto de vista del conocimiento del proceso como de su utilidad

industrial, interesa conocer la velocidad de la reacción y los factores que puedan

modificarla y es estudiada por la cinética química. La velocidad de reacción es la

variación de concentración de una especie en función del tiempo durante el cual tiene

lugar la variación de concentración. La medida de esta velocidad de reacción implica la

medida de concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo,

para poder tener un análisis más exacto necesitamos medir la cantidad de reactivo que

desaparece por unidad de tiempo

RESUMEN

La cinética química estudia la velocidad y el mecanismo por el cual una especie

se transforma en otra, la velocidad de reacción está conformada por la rapidez

de formación y la rapidez de descomposición. Esta rapidez no es constante y

depende de varios factores, como la concentración de los reactivos, la

presencia de un catalizador, la temperatura de reacción y el estado físico de los

reactivos. 

En este presente proyecto analizaremos experimentalmente como estos

factores pueden influenciar en la cinética de las reacciones, utilizaremos el

tiosulfato de sodio, ácido clorhídrico, agua y el yodato de potasio. En las cuales

analizaremos las variaciones de las concentraciones de cada compuesto en

cada reacción y la temperatura distinta para cada tipo de reacción.

Se determinaron experimentalmente la ecuaciones de la velocidad de reacción

primeramente en función de la concentración y posteriormente en función de la

temperatura, entre el sulfato de sodio con yodato de potasio en presencia de

almidón como indicador y midiéndose diferentes tiempos.

1. OBJETIVOS

Medir la incidencia de la concentración inicial de los reactivos en la velocidad

de la reacción química correspondiente.

Inferir la influencia de la temperatura de los reactivos en la en la velocidad de la

reacción química correspondiente.

Interpretar las curvas que relacionan la velocidad de reacción química con la

concentración y la temperatura

Estudiar la cinética de una reacción química por el método de las velocidades

iniciales.

Determinar los órdenes parciales de reacción

Escribir la expresión de la ecuación de velocidad de una reacción química.

El objetivo fue determinar la ecuación empírica que relacione la velocidad de

una reacción, variando alguno de los parámetros que la afectan

El estudio fue la determinación de la velocidad de reacción en función de la

variación de la concentración del KIO3, así como de la temperatura, particular

del sistema.

2. FUNDAMIENTO TEORICO

Velocidad de reacción

Las unidades convencionales de la velocidad (“distancia/tiempo”) nos dicen cuánta

distancia recorre un cuerpo en un determinado tiempo. En química estas unidades no

nos sirven, ya que los cuerpos, a nivel macroscópico, no se mueven. Sin embargo,

usaremos unidades las de “concentración/tiempo”, con el objetivo de expresar el

cambio en la concentración de un reactivo o de un producto con respecto al tiempo.

Nuestras expresiones de velocidad promedio para la reacción las podemos expresar en

función tanto a A como a B:

Las velocidades siempre deben ser positivas, por tanto, observa el signo que se ha

colocado delante del a expresión de la velocidad que depende de la concentración de

A: la sustancia A es un reactivo, por tanto, su concentración en el tiempo disminuye y

el? [A] es negativo. Para contrarrestar esto y tener expresiones de velocidad positivas,

se coloca un signo delante de la velocidad promedio que depende de un reactivo.

Ley de velocidad y orden de reacción

Hemos visto que la velocidad de una reacción es proporcional a la concentración de los

reactivos. Sin embargo, no todos ellos influyen de la misma manera en la velocidad. La

expresión que nos permite calcular la velocidad a la que ocurre reacción y relacionar la

velocidad con las concentraciones de los reactivos se llama Ley de Velocidad.

Para una reacción hipotética: A + 2 B → C

Sabemos que la velocidad la podemos expresar así:

Sin embargo, la ley de velocidad nos permite calcular la velocidad, conociendo las

concentraciones iniciales de los reactivos. Así, la expresión de la ley de velocidad será:

v = k [A]m [B]n

Donde k (minúscula) es una constante de proporcionalidad denominada constante de

velocidad, y m y n son números enteros (mayores o iguales que cero), que NO

NECESARIAMENTE son los coeficientes estequiométricos. Es decir, yo no puedo decir

que m = 1 y n = 2, ya que estos valores hay que determinarlos experimentalmente.

Los números m y n se denominan ÓRDENES PARCIALES DE LA REACCIÓN: “m” con

respecto al reactivo A y “n” con respecto a B. La suma de “m+n” nos da el ORDEN

TOTAL DE LA REACCIÓN.

Volvamos a nuestra reacción A + 2 B → C

Sabemos que la expresión de la velocidad es: v = k [A]m [B]n

Supongamos ahora, que hemos encontrado experimentalmente los valores de los

exponentes: m=1 y n=1. Entonces, podemos decir que la ley de velocidad para la

reacción planteada es:

v = k [A][B]

y, por tanto, afirmaremos que:

La reacción es de primer orden con respecto a la sustancia A.

La reacción es de primer orden con respecto a la sustancia B.

La reacción es de segundo orden.

REACCIONES DE ORDEN CERO

Las reacciones de orden cero son aquellas en que

la velocidad no depende de la concentración de

los reactivos. Por tanto, es constante a lo largo

del a reacción.

Para una reacción genérica: A → B, la ley de

velocidad será: v = k [A]0 = k

Recordemos que la velocidad la podemos expresar, también, como la variación de la

concentración en función del tiempo, con signo negativo (dado que hablamos de un

reactivo). Por tanto:

REACCIONES DE PRIMER ORDEN

Para una reacción genérica de primer orden: A → B, la

ley de velocidad será: v = k [A]1

o, lo que es lo mismo:

Resolviendo esta ecuación diferencial, llegamos a la expresión:

REACCIONES DE SEGUNDO ORDEN

Para una reacción genérica de segundo orden: A →

B, la ley de velocidad será: v = k [A]2

o, lo que es lo mismo:

Resolviendo esta ecuación diferencial, llegamos a la expresión:

REACTIVOS

Solución de tiosulfato de sodio(Na2S2O3) 0.3M

Solución de KIO3 0.2 M

Solución de HCl 1M Solución de NaHSO3 0.01M

MATERIALES

Vaso de precipitado 1 bagueta

Probeta de 10ml Una gradilla con 10 tubos de ensayo

Probeta 2 pipetas de 100ml

Papel con marca x

DIGRAMA DE FLUJO

EXPERIMENTO 01: REACCION DE TIOSULFATO DE SODIO – HCl

Na2S2O3 + HCl -----> NaCl + H2S2O3 

EXPERIMENTO 02: REACCION DE KIO3 – NaHSO3

Na2S2O3 + 2KIO3 -----> K2S2O3 + 2 NaIO3

EXPERIMENTO 03: EFECTO DE LA TEMPERATURA

TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

EXPERIMENTO 01

A temperatura Ambiental = 23 C Prueba V(Na2S2O3)mL V(H2O)mL V(HCl)mL Tiempo (s) ln(concentracion)N 1 50 0 5 19.21 3.91N 2 40 10 5 22.26 3.68N 3 30 20 5 28.37 3.4N 4 20 30 5 41.83 2.99N 5 10 40 5 85.33 2.3

10 20 30 40 50 60 70 80 900

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

f(x) = − 0.02266950761778 x + 4.14917860014053

Reaccion de primer grado

Tiempo

conc

etnr

acio

n

CALCULO

REACCIONES DE PRIMER ORDEN

Para una reacción genérica de primer orden:    A → B,  la ley de velocidad será:

 v = k [A]1 o, lo que es lo mismo:

……………. (I)

Tomando como datos: [A]=2.2 y [A]=3.9 tf=85 y to=18 en segundos entonces t=tf-to

T=85-18=67segundos. Y ahora reemplazando en (I)

Ln [3.9]-Ln [2.2] =K (67), entonces K=0.008545s-1.

CONCLUCIONES

A través de la práctica, se pudo observar y analizar los cambios de color

ocurridos en las reacciones que se estuvieron trabajando y el tiempo en que

ocurrían los mismos.

Asimismo, se logró comprobar el efecto que la concentración puede tener en la

velocidad de la reacción; ya que, mientras disminuía la concentración del

tiosulfato de sodio, el tiempo requerido para cada reacción aumentaba.

al trazar la gráfica con los datos de concentración vs tiempo, se obtuvo una

curva, de lo cual se puede concluir que dicha reacción es de primer orden; y

mediante cálculos se obtuvo la constante de velocidad igual a 0.008545s-1.

Se puede decir que la hipótesis fue acertada ya que mediante los datos

obtenidos se procedió a graficar y a determinar las ecuaciones lineales.

Pudimos observar muy claramente que en la velocidad de reacción existen

varios factores que la pueden alterar los que estudiamos en este experimento

fue la concentración y que a mayor concentración más rápido se efectúa la

reacción, y a mayor temperatura es más rápida la reacción eso que bien

demostrado.

La temperatura en prácticamente todos los casos disminuye el tiempo de

reacción y por ende aumenta la velocidad de reacción, esto debido a que la

temperatura incrementa en un primer momento la energía cinética, la cual a su

vez determina las colisiones que producen los productos

DISCUCIONES

En los cinco casos anteriormente citados se tiene la misma cantidad total de volumen

(100ml) e igual volumen, pero diferentes cantidades de agua y yodato de potasio .Por

estas diferencias de porcentaje de concentración que se da en esta reacción

En la primera parte experimental nos dimos cuenta que mientras estaba más

concentrada la reacción su velocidad aumentaba en resumen a mayor concentración

mayor es la velocidad de reacción.

En la segunda parte del experimento nos dimos cuenta que también ocurría que; a

mayor temperatura la tendencia fue que aumentó la velocidad y así ocurrió entre más

alta fuera la temperatura su velocidad de reacción era más rápida.

Como en todas las determinaciones hubo factores que alteraron al sistema en esta

ocasión fue que dos sustancias que se mezclaban deberían estar a la misma

temperatura pero esto no se realizó debido a que el yodato de potasio no se debía

calentar porque se desprende el yodo, así este factor no fue muy notorio para la

velocidad de reacción.

En el segundo experimento al inicio salió positivo, pero después no ocurría lo que

esperábamos de nuestro experimento por tal razón suspendimos y ya no seguimos

más.

El experimento 2 de la reacción de KIO3 – NaHSO3 y el experimento 3 del efecto de la

temperatura no se pudo desarrollar por falta de materiales adecuados como los

reactivos que han pasado su vencimiento y ya no reaccionaba en el indicado

experimento

La razón por lo que no realizamos es también por falta de instrumentos adecuados en

el laboratorio y más que todo por la deficiencia de reactivos que estaba en estado

crítico es por ello que ya no reaccionaban aunque le intentamos esperando más de 5

minutos que era el tiempo suficiente y no pasó nada.

BIBLIOGRAFIA

Páginas Web

http://www.uam.es/docencia/reyero00/docs/velocidad_de_reaccion2.pdf http://ocw.uv.es/ciencias/1-1/1teo_cinetica_nuevo.pdf http://www.politecnicocartagena.com/wp-content/uploads/2012/11/cinetica_quimica.pdf Libros

Ralph H. Petrucci, 2011. QUIMICA GENERAL Principios y aplicaciones modernas. DÉCIMA EDICIÓN. Madrid, España. Pág.: 602 – 630.

James E. Brady, “Química Básica”, 2da., Ed. Limusa, México, D.F., 379-381. Alcántara María del Consuelo, “Química de Hoy”, Ed. Mc Graw – Hill. Chemical Education Material, “Química, una Ciencia Experimental”, Ed. Editorial Reverte. Mortimer C. E., “Química”, Ed. Iberoamericana, México, D.F. Pág. 767, 1983.

ANEXOS