UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS LABORATORIO: FISICOQUIMICA II NOMBRE DE LA PRACTICA: VELOCIDAD DE REACCIÓN Y TEMPERATURA PRELABORATORIO N°: 2 POSTLABORATORIO N°: 2 NOMBRE DEL ALUMNO: ANA CECILIA NAVOR MONTALVO FECHA: 03-09-2019 DÍA: MARTES HORA: 17:00-19:00 MAESTRO DE PRACTICA: ANA ERIKA OCHOA ALFARO CALIFICACIÓN: ____________ VELOCIDAD DE REACCIÓN Y TEMPERATURA OBJETIVO Determinar la constante de velocidad para la reacción de decoloración de la fenolftaleína en medio básico a tres temperaturas diferentes, calculará los parámetros de Arrhenius y los de la teoría del estado de transición de la misma reacción. GUÍA DE ESTUDIOS 1. Escriba la ecuación de Arrhenius y explique su significado. K = A e^(-Ea/RT) Donde: K = es la constante de velocidad de la reacción. A = es un parámetro denominado factor de frecuencia. Ea = es la energía de activación. R = es la constante universal de los gases. Su valor es 8,3143 J•K-1•mol-1 T = es la temperatura absoluta. 2. Linealice la ecuación de Arrhenius, ecuación (1), y haga una analogía de la misma con la ecuación de la línea recta. Explique el significado físico de la pendiente y de la ordenada al origen. ln k = ln (A·e-Ea/RT) ln k = ln A + ln(e-Ea/RT) Ecuación de Arrhenius linealizada: y= mx + b Esta forma de expresar la ecuación de Arrhenius es muy útil para determinar la energía de activación de una reacción, ya que, si se determina experimentalmente el valor de la constante de velocidad a distintas temperaturas, la representación de lnk (y) frente a 1/T (x), nos da una línea recta cuya pendiente es -Ea/R y su ordenada en el origen es lnA. 3. ¿Qué significa la energía de activación en la ecuación de Arrhenius? Para las reacciones elementales la energía de activación (Ea en la ecuación de Arrhenius) puede interpretarse como la energía mínima que deben acumular las moléculas que chocan, para que pueda producirse la reacción. 4. ¿Qué entiende por molecularidad? La molecularidad es el número de moléculas que forman parte como reactivos en un proceso elemental, es decir, la suma de las moléculas de cada reactivo antes de formar el complejo activado para convertirse en los productos. 5. ¿Qué efecto tiene la energía de activación sobre la contante de velocidad de una reacción? Entre mayor sea la Energía de activación (Ea)de una reacción, mayor será el valor de su constante de velocidad, no obstante, la velocidad de reacción será menor debido a que se requiere mayor cantidad de tiempo para alcanzar la Ea de la reacción y por tanto la velocidad de reacción es menor, es decir la reacción es más lenta. 6. ¿Qué efecto tiene la variación de temperatura sobre la constante de velocidad de una reacción química? A mayor temperatura la constante de velocidad será menor, sin embargo, la velocidad de reacción aumenta conforme la temperatura sufre un aumento. 7. ¿Qué efecto tiene la variación de temperatura sobre la energía de activación de una reacción? A mayor temperatura, menor energía de activación. 8. Enuncie la ley de Beer, escriba su ecuación e indique la aplicación principal de esta ley. “La intensidad de un haz de luz monocromática, que incide perpendicular sobre una muestra, decrece exponencialmente con la concentración de la muestra”. Según esta ley: A = K.C. A= absorbancia de la muestra. K = es una constante que depende de la longitud de onda usada, de la sustancia que se analiza y del espesor de la celda usada. C = concentración de la muestra. La Ley de Beer afirma que la cantidad de luz absorbida por un cuerpo depende de la concentración en la solución. Y su aplicación principal es determinar la cantidad de concentración en una solución de algún compuesto utilizando la fórmula. Aunque también puede ayudar en la determinación de estructuras moleculares y en la identificación de unidades estructurales específicas, ya que estas tienen distintos tipos de absorbancia (grupos funcionales o isomerías). 9. Deduzca e integre la ecuación de velocidad diferencial empírica para la reacción en estudio en función de la absorbancia. Tome en cuenta las condiciones del experimento y que el orden de reacción es uno con respecto a la fenolftaleína. 𝐹 −2 + 𝑂𝐻 − → (𝐹𝑂𝐻)−3 A = C. εd A=[F^(2-) ] εb V=K[OH^- ]a [F2-) ]b V=K[F2- ]b d [F 2− ] V= − = k[F 2− ] dt t ∫ d[F 2− ] = −ekt 0 [F 2− ]t = [F 2− ]0 − ekt ln[F 2− ]t = ln[F 2− ]0 − kt 10. Haga una analogía entre la ecuación de velocidad obtenida en el inciso anterior y la ecuación de la línea recta: Explique el significado físico de la pendiente y de la ordenada al origen. ln At = ln Ao – kt 2− 2− ln [F ]t = ln[F ]0 − kt y =b - mx donde m se refiere a el efecto de la temperatura en la tasa de rapidez de la reacción química. Y b el factor de frecuencia. PROCEDIMIENTO Inicio Utilizando los vasos de precipitado preparar: 1 1) Temperatura ambiente 2) Baño a 12°C 3) Baño-hielo a 3°C Tomar tres celdas para espectrofotómetro, llenarlas con disolución de NaOH-NaCl hasta aprox. ¾ colocarlas en los baños preparados. 2 Encender el espectrofotómetro y dejar que se caliente por un mínimo de 10 min. 3 *Mantener cte. La temperatura Fijar la long. De onda en 550nm ajustarlo con la disolución de NaOH-NaCl Apagar el espectrofotómetro y recolectar los residuos del experimento en un recipiente debidamente rotulado. 7 Fin Medir y anotar la temperatura de la disolución dentro de la celda, agregar unas gotas de fenolftaleína, tapar la celda e invertirla para mezclar la disolución (comenzando por el baño a Tamb). 4 Tomar lectura de absorbancia en intervalos de 1 a 5 min y a intervalos de 3 a 14 min. 5 Repetir los pasos 4 y 5 con las dos otras celdas. 6 Regrese la celda al baño para asegurarse que se mantenga a la misma temperatura.