UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS I PRÁCTICA # 1 TEMA: Factores que Influyen en la Velocidad de Reacción RESUMEN (qué hizo, cómo hizo, qué obtuvo, qué concluye) DESCRIPTORES: Mínimo cuatro 1. OBJETIVOS 1.1. Observar y analizar los factores que afectan la velocidad de las reacciones químicas. 1.2. Llevar a cabo discusiones y resultados que expliquen los datos experimentales obtenidos en base a los principios de la cinética química. 2. TEORÍA 2.1. Reacciones químicas. 2.1.1. Clasificación general de las reacciones químicas. 2.2. Velocidad de reacción. 2.3. Factores de los que depende la velocidad de reacción. 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1. Materiales y Equipos 3.1.1. Vasos de precipitación Rango: XXXX Ap.: ± XXXX 3.1.2. Balanza analítica 3.1.3. Balones aforados 3.1.4. Pipetas 3.1.5. Probetas 3.1.6. Tubos de ensayo 3.1.7. Malla de amianto 3.1.8. Cuchillo 3.1.9. Flexómetro o regla 3.1.10. Cronómetro 3.1.11. Termómetros 3.1.12. Mortero 3.1.13. Reverbero 3.1.14. Balas de agitación 3.1.15. Agitador magnético AM4 VELP 3.2. Sustancias y Reactivos Fórmula: 3.2.1. Ácido oxálico 0.0015 M XXXX(ac.) 3.2.2. Ácido sulfúrico al 98%; 0.25 M 3.2.3. Permanganato de potasio 0.0005 M 3.2.4. Agua destilada 3.2.5. 8 Pastillas efervescentes (IGUALES) 3.2.6. Clavos de hierro de ½ pulgada 3.2.7. Papa 3.2.8. Hielo UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS I 3.2.9. Peróxido de hidrógeno al 3% 3.2.10. Tiosulfato de sodio 1.5 M 3.2.11. Ácido clorhídrico 0.3 M, 5 M 3.3. Procedimiento 3.3.1. Experimento 1: Influencia de la temperatura • Enumere tres tubos de ensayo y en cada uno de ellos coloque 5 mL de ácido clorhídrico 5 M. • Preparar tres baños de agua en los vasos de precipitación como se indica a continuación: - Baño de agua helada entre 5 a 10 °C - Baño de agua temperada entre 30 a 40 °C - Baño de agua caliente entre 70 a 80 °C • Sumergir un tubo en cada vaso de precipitación hasta que las disoluciones adquieran la temperatura de cada baño. • Añada a cada tubo un clavo de hierro de ½ pulgada. • Observar lo que pasa. • Registrar los resultados en la tabla 4.1-1. 3.3.2. Experimento 2: Influencia del Área de superficie • Llenar tres vasos de precipitación con agua a temperatura ambiente. El volumen de agua debe ser constante en cada vaso. Ej. 100 mL en cada uno. • Introducir al mismo tiempo dos pastillas efervescentes en cada vaso, pero cambiando el tamaño de las pastillas (dos pastillas enteras, dos pastillas trituradas y dos pastillas en polvo). • Tomar el tiempo al momento de agregar las tabletas efervescentes hasta que las pastillas en cada vaso se disuelven completamente. • Observar lo que pasa. • Registrar los resultados en la tabla 4.1-2. 3.3.3. Experimento 3: Influencia del catalizador • Pelar y machacar la muestra de papa. • Colocar la papa machacada en un tubo de ensayo hasta que alcance una altura de 1 cm. • Verter en el tubo la disolución de peróxido de hidrógeno hasta una altura de 3 cm. • Agitar el tubo y observar lo que ocurre. • Medir la altura de la espuma después de 8 segundos, desde la parte superior de líquido hasta donde la espuma tenga contacto con la superficie. • Medir la altura 5 veces cada 15 segundos y anotar los resultados. • Registrar los resultados en la tabla 4.1-3. 3.3.4. Experimento 4: Influencia del catalizador + Temperatura UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS I • Numerar 3 tubos de ensayo y colocar en cada uno de ellos muestras de papa machacada hasta una altura de 2 cm. • Preparar tres baños en los vasos de precipitación como se indica a continuación: - Baño de hielo - Baño de agua a temperatura ambiente - Baño de agua caliente • Sumergir un tubo en cada vaso de precipitación durante 5 minutos, sacar los tubos de ensayo y añadir la disolución de peróxido de hidrogeno hasta completar una altura de 4 cm. Agitar los tubos. Colocar nuevamente los tubos en los baños respectivos y medir la altura de la espuma formada. • Repetir las mediciones de altura 5 veces, cada 8 segundos. • Registrar los resultados en la tabla 4.1-4. 3.3.5. Experimento 5: Influencia de la concentración de reactivos • Hacer reaccionar la solución de tiosulfato de sodio con la solución de ácido clorhídrico en las proporciones que se indican en la tabla 4.1-5. • Registrar el tiempo desde que se mezcla los reactivos hasta que la solución se vuelva turbia. 3.3.6. Experimento 6: Influencia de la velocidad de agitación • Enumere tres vasos de precipitación de 100 mL. En la N°.1 coloque 50 mL de la solución de ácido sulfúrico. • En la N°.2, 50 mL de disolución de permanganato de potasio. • En la N°.3, 50 mL de disolución de ácido oxálico. • Se pone en calentamiento los tres vasos que contienen las disoluciones a reaccionar a una temperatura de 35 ºC. • Una vez alcanzada la temperatura deseada. Vierta el permanganato en el vaso de reacción, ponga en marcha el agitador como se indica en la tabla 4.1-6, y a continuación añada el ácido sulfúrico. A continuación, adicione el ácido oxálico; la reacción transcurre con un desvanecimiento progresivo del color del permanganato. • Se mide el tiempo transcurrido desde que se realiza la mezcla hasta que desaparece el color rosa del permanganato. • Observar lo que pasa. • Registrar los resultados en la tabla 4.1-6. 4. DATOS 4.1. Datos Experimentales Tubo 1 Tabla 4.1-1 Experimento 1: Influencia de la temperatura Temperatura, °C Observación UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS I 2 3 Tabla 4.1-2 Experimento 2: Influencia del área de superficie (T= XXXX VAgua= XXXX) Área de superficie 2 pastillas enteras 2 pastillas trituradas 2 pastillas en polvo Tiempo, s Observación Tabla 4.1-3 Experimento 3: Influencia del catalizador Altura de la espuma, cm Tiempo, s Tabla 4.1-4 Experimento 4: Influencia del catalizador + Temperatura Tiempo, s Altura, cm (Baño de agua a T ambiente) Altura, cm (Baño de agua+ hielo) Altura, cm (Baño de agua caliente) Tabla 4.1-5 Experimento 5: Influencia de la concentración de reactivos Ensayo Na2S2O3 (1.5 M), mL HCl (0.3 M), mL 1 2 3 4 5 5 5 5 20 15 10 5 Agua, mL Tiempo, s 0 5 10 15 Tabla 4.1-6 Experimento 6: Influencia de la velocidad de agitación (VReacción= XXXX) Ensayo Velocidad de agitación, rpm Tiempo, s Observación UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS I 1 2 3 4 0 500 1100 1500 5. REACCIONES (UNA REACCIÓN POR CADA EXPERIMENTO) 5.1. Experimento XXXX: A(ac.) + B(ac.) P(ac.) + Q(ac.) Ec. XXXX 6. DISCUSIÓN 7. CONCLUSIONES (MÍNIMO 5 - UNA POR CADA EXPERIMENTO) 8. APLICACIONES (MÍNIMO 3) 9. BIBLIOGRAFÍA 9.1.Citas bibliográficas 9.2.Bibliografía 10. ANEXOS (UNA FOTOGRAFÍA POR CADA EXPERIMENTO) 11. CUESTIONARIO 11.1. Para el Experimento 6: Efecto de la velocidad de agitación. ¿Cuál o cuáles de los reactivos utilizados se deben encontrar en exceso? ¿Por qué? 11.2. Tenemos dos trozos de carne iguales, uno en la mesa de su comedor y otro trozo en el congelador. ¿Cuál de los trozos se descompone primero? Qué factor de los observados en la práctica afecta a la carne, explique su respuesta. 11.3. ¿Cuál de los factores que afectan la velocidad de reacción se relaciona con las siguientes acciones? a) Usar un ácido concentrado en lugar de un diluido: b) Guardar los alimentos en el refrigerador: c) Agregarle ablandador a la carne: d) Cortar en cubos las papas para que se cocinen más rápido: 11.4. ¿Cuál es el objetivo de realizar determinadas mediciones en un laboratorio? 11.5. No todas las reacciones químicas alcanzan el equilibrio con rapidez. En el campo ambiental son muchos los casos de este tipo, cite 5 ejemplos. 11.6. Investigar y Anexar la Hoja de Seguridad de los siguientes compuestos: a) Ácido Sulfúrico Concentrado b) Ácido Clorhídrico Concentrado UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS I c) Acetato de Etilo Concentrado d) Permanganato de Potasio e) Peróxido de Hidrógeno > 60 % f) Hidróxido de Sodio *Cada Hoja de Seguridad debe abarcar todo su contenido informativo en dos páginas, es decir, una hoja impresa de ambos lados. 11.7 Realizar un archivo en Excel para preparación de soluciones (considerar humedad, pureza, densidad, etc de los reactivos).
