a. Determinar la constante de rapidez

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA
SOBRE LA RAPIDEZ DE LA REACCIÓN.
OBJETIVO GENERAL
Estudiar el efecto de la temperatura sobre la
rapidez de reacción.
OBJETIVOS PARTICULARES
Determinar la constante de rapidez
de reacción a varias temperaturas.
b. Obtener la Ea de reacción y el factor
a.
preexponencial «A» de la ecuación de Arrhenius.
PROBLEMA
Obtener la ecuación que relaciona la
variación de la constante de rapidez
de reacción con la temperatura.
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE
LA RAPIDEZ DE REACCIÓN
• 1884 Steven Arrhenius.
Teoría de Arrhenius
• 1918 Lewis
Teoría de las colisiones
• 1935 Eyring y Polanyi
Teoría de las velocidades
absolutas
Teoría de Arrhenius
• Es la ecuación donde se observa la dependencia
entre la K con la temperatura.
• En 1884 se descubrió empíricamente que la K esta
relacionada con la temperatura absoluta.
• K= Ae-B/T
donde A y B son ctes.
• Una regla aproximada, válida para muchas
reacciones en disolución, es que cerca de la
temperatura ambiente, k se duplica o triplica por cada
aumento de temperatura de 10°C.
medida que se incrementa la temperatura, la
rapidez de las reacciones químicas así como la
rapidez de muchos procesos fisiológicos se
incrementa..
A
La teoría de Arrhenius
El aumento de la temperatura provoca un aumento en la rapidez de la
reacción, debido a que
el numero de colisiones entre las
especies reaccionantes aumenta.
«ACTIVADAS»
Ec
Ea
El modelo matemático que describe este comportamiento es:
K = Ae
− Ea / RT
La ecuación solo es valida para reacciones sencillas de una sola etapa
Para hacerla mas manejable se lineariza
K = Ae
− Ea / RT
ln K = ln A − ( E A / RT )
y = b + mx
ln K = ln A − ( E A / RT )
A = factor preexponencial, factor de Arrhenius o factor de frecuencia,
esta relacionado con la frecuencia de las colisiones y la probabilidad
de orientación de los reaccionantes para que ocurra la reacción.
EA = Energía de activación
R = Constante de los gases 8.314 J/mol K
T = Temperatura absoluta (K)
A medida que la EA se incrementa, la K se hace mas pequeña debido a
que la fracción de moléculas que poseen la energía requerida,
disminuye. Por lo tanto, la rapidez de reacción disminuye a medida
que la barrera energética se incrementa.
E
‡
Complejo activado
Ea
Y+Z
∆E
A+B
ξ
Existen otras teorías para explicar el efecto de la temperatura:
Teoría de las colisiones (Lewis)
K = ZPe
− Ea / RT
Teoría del estado de transición de Eyring
K = ( RT / Nh)e
∆H ≡ Ea
∆S # / R
e
− ∆H # / RT
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
Experimentalmente
Medir ABSORBANCIAS a diferentes TEMPERATURAS
Tomar lecturas de
absorbancia a la λ
seleccionada cada 60 seg.
Calibración del
espectrofotómetro
Mezcla de reactivos a la
misma temperatura, tomando
el tiempo
MEZCLA TEMP
Calcular la
concentración a partir
de la ecuación de la
curva patrón
VASO 1
VASO 2
observacione
s
1
AMBIENT
ACETONA + HCL
4 mL
2 mL
Sol. Yodo
4 mL
Se sigue la
cinética en la
celda
2
Aumentar
entre
30-35°
20 mL
20 mL
Después de
leer desechar
5 mL
Llenar la siguiente tabla y graficar para comprobar el orden de
reacción, para cada temperatura
t (seg)
Abs
C
Ln C
1/C
i
0.0
c
c
c
Con los valores de K obtenidos de las graficas anteriores, construir la
siguiente tabla:
T 0C
T (K)
1/T
K
Ln K
i
0.0
0.00
0.0
0.0
Trazar una grafica ln K vs 1/T
Ln K
0
1/T
De la pendiente (Ea/R) se calcula la energía de activación
De la ordenada al origen (ln A) se calcula el factor preexponencial