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FISICOQUÍMICA I
TRABAJO DE LABORATORIO Nº 8
TEMA: Cinética Química. Efecto de la temperatura en la velocidad de
reacción.
OBJETIVOS
• Determinar la constante de velocidad de la reacción de saponificación del acetato de
etilo por medición de la conductividad.
• Analizar el efecto de la temperatura en la constante de velocidad.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
La reacción de segundo orden que se estudia en este experimento es la saponificación
del acetato de etilo con hidróxido de sodio.
La cinética para una reacción de segundo orden está dada por la ecuación:
donde :
x= número de moles por litro que reaccionan en un tiempo t.
a,b= concentración inicial de los reactivos.
k=constante de velocidad de reacción.
La ecuación de velocidad integrada para el caso en que a=b resulta:
Por lo tanto, se puede comprobar el orden y determinar el valor de la constante de
velocidad de esta reacción, preparando una solución de igual concentración inicial en
acetato de etilo e hidróxido de sodio y siguiendo el cambio de concentración con el
tiempo.
La velocidad de una reacción en donde participan iones puede ser evaluada por
mediciones de conductividad de la mezcla reaccionante en función del tiempo. Una
solución de hidróxido de sodio y acetato de etilo experimenta con el tiempo una
disminución notable de la conductividad pues los iones OH-, de gran movilidad iónica,
son sustituídos progresivamente por los iones acetato, de baja movilidad iónica.
Por lo tanto puede usarse las medidas de conductividad para seguir el curso de esta
reacción y debemos entonces obtener una relación en función de la conductividad.
Se puede demostrar que la conductividad molar (λ ) de una solución está dada por la
relación:
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λ κ1000
donde κ es la conductividad de una solución de concentración c (moles/L).
Suponiendo que las conductividades molares de hidróxido de sodio (λm,NaOH) y del
acetato de etilo (λm,AcEt) no varían apreciablemente en el rango de concentración bajo
estudio, tenemos:
κ 1000 , 0
κ" 1000 , ,#$ κ κ"
κ 1000 ,#$ ∞
κ" κ% %
Despejando de las ecuaciones anteriores y reordenando se obtiene:
κ κ"
κ" κ%
Según la ecuación de Arrhenius:
'( )*⁄+,
donde A es el factor preexponencial y Ea la energía de activación.
Si se procede a linealizar esa expresión resulta:
./ ./ ' 0
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y si se representa el ./ vs 1/T se puede obtener el valor de A de la ordenada en el
origen y la 0 de la pendiente de la recta.
MATERIAL NECESARIO
Dos matraces aforados de 250 ml, Erlenmeyer de 250 mL, pipeta de 5 mL, bureta de 25
y 50 mL, celda de conductividad, conductímetro, baño termostático y cronómetro.
Acetato de etilo, NaOH 0,25 M.
PROCEDIMIENTO
1.- Preparar soluciones de hidróxido de sodio y acetato de etilo de igual concentración
para lo cual deberá:
a) Pesar 5 mL de agua destilada en un vaso precipitado, agregar luego con una pipeta
una cantidad suficiente de acetato de etilo para preparar 250 mL de solución 0,02 M.
Pesar nuevamente el vaso, trasladar cuidadosamente esta solución a un matraz aforado
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de 250 mL y enrasar con agua destilada. Calcular la molaridad exacta de la solución de
acetato de etilo.
b) Preparar 250 mL de solución de hidróxido de sodio de concentración exactamente
igual a la solución de acetato de etilo a partir de una solución valorada 0,25 M midiendo
el volumen de la solución concentrada con bureta.
2.-Colocar las soluciones en erlenmeyers e introducir junto con el vaso de la celda de
conductividad con agua destilada en un baño termostático a 25°C y dejar que alcancen
dicha temperatura.
3.-Colocar en el vaso de la celda 50 mL de acetato de etilo. Agregar con agitación 50
mL de la solución de NaOH y simultáneamente poner en marcha el cronómetro. Tomar
lecturas de conductividad durante 1 hora, al principio cada 2 min y luego a intervalos
mayores.
4.-Se repite el experimento a las temperaturas de 30ºC, 35ºC y 40ºC.
5.-Para determinar el valor de κ∞ volver la solución a un matraz erlenmeyer, tapar y 24
horas más tarde medir su conductividad.
RESULTADOS
1.-Graficar κt vs t y determinar el valor de κ0 por extrapolación a t=0 a cada una de las
temperaturas para las cuales determinará la constante de velocidad de la reacción.
2.-De cada una de estas curvas elegir siete u ocho puntos y llevarlos a un gráfico
κ3 κ4
67 y determinar la constante de velocidad de la reacción.
κ κ
4
5
3.- Representar ln k vs 1/T y de la relación lineal obtenida calcule A y Ea.
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