Memoria Estudio Cinetico de la reacción entre el yodo y la acetona canalizada por ácido

Pedro Campayo López A2
Autor: Pedro Campayo López
Asignatura: Laboratorio de Química Física
Grupo: A2
Profesor: Jose Juan García Jareño
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Pedro Campayo López A2
Índice
Portada ...................................................................................................... 1
Índice ......................................................................................................... 2
Objetivos ................................................................................................... 3
Fundamento teórico .................................................................................. 3
Procedimiento Experimental ..................................................................... 5
Material .................................................................................................. 5
Aparatos y montajes............................................................................... 5
Productos................................................................................................ 5
Cálculos previos ...................................................................................... 6
Preparación de disoluciones ................................................................... 7
Procedimiento real ................................................................................. 8
Resultados Obtenidos.............................................................................. 11
Laboratorio ........................................................................................... 11
Cálculos Post-Laboratorio y Tratamiento de Resultados ..................... 12
Análisis y Discusión de Resultados .......................................................... 21
Conclusiones ............................................................................................ 21
Bibliografía .............................................................................................. 22
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Pedro Campayo López A2
Objetivos
Los objetivos a cumplir en la práctica es la determinación secuencial de parámetros
cinéticos: órdenes parciales de la reacción, constantes aparentes y constantes absolutas
de velocidad (como se podrá observar en los cálculos post-laboratorio), la aplicación del
método de aislamiento de Ostwald (manteniendo constante la concentración del ácido
clorhídrico y la acetona). Además comprobaremos la coherencia entre la ley de
velocidad y el mecanismo de reacción. Observaremos como afecta las concentraciones
de acetona y ácido clorhídrico a la disolución en diferentes series. Aprenderemos a
realizar una parada de reacción con el acetato de sodio.
Observaremos el efecto del almidón en reacción con el yodo y aprenderemos una nueva
reacción de acetona con yodo.
Fundamento teórico
Catalizando la reacción de yodo con acetona podemos acelerar la reacción, ya que esta
es lenta:
𝐻+
𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂 − 𝐶𝐻3 + 𝐼2 → 𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂 − 𝐶𝐻2 𝐼 + 𝐻𝐼
Esta reacción sin embargo se separa en un mecanismo de tres etapas: las dos primeras
son el equilibrio ceto-enólico en medio ácido y la tercera consiste en reacción entre enol
y yodo. El primer y tercer paso son cinéticamente rápidos mientras que el segundo es la
etapa determinante del mecanismo (lento).
(1)
(2)
𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂 − 𝐶𝐻3 + 𝐻 + ↔ 𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂 − 𝐶𝐻2 𝐼 + 𝐻𝐼 ↔ 𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂𝐻 = 𝐶𝐻2 + 𝐻 +
(3)
𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂𝐻 = 𝐶𝐻2 + 𝐼2 → 𝐶𝐻3 − 𝐶𝑂 − 𝐶𝐻2 𝐼 + 𝐻𝐼
Por tanto la velocidad de la reacción se puede expresar de la siguiente forma teniendo
en cuenta las concentraciones, los órdenes parciales y la constante absoluta de
velocidad.
𝑣 = 𝑘[𝐴𝑐𝑒𝑡]𝑎 [𝐻+ ]𝑏 [𝐼2 ]𝑐
Aplicando el método de aislamiento de Ostwald como realizaremos en la práctica,
mantenemos las concentraciones de acetona y ácido constantes en la reacción, de
forma que podemos seguir la cinética respecto del iodo. El método de Ostwald se
obtendrá partiendo de una concentración inicial de acetona muy grande y teniendo en
cuenta que el clorhídrico es catalizador. Teniendo en cuenta esto llegamos a que la
reacción depende del orden c y se podrá simplificar a lo siguiente:
𝑣 = 𝑘𝑎𝑝 [𝐼2 ]𝑐
Conociendo esto sabemos que la constante aparente es el producto de la k por las
concentraciones de acetona y ácido elevados a sus respectivos órdenes parciales:
𝑘𝑎𝑝 = 𝑘[𝐴𝑐𝑒𝑡]𝑎 [𝐻+ ]𝑏
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Como el iodo se demuestra que no interviene en la etapa determinante, la velocidad no
dependerá de su concentración por tanto la velocidad solo dependerá de la constante aparente.
Por último para seguir la evolución de concentración de iodo, tomaremos diferentes
muestras y las detendremos con una sal básica en este caso acetato de sodio, se
valoraran con tiosulfato formando así la siguiente reacción:
𝐼2 + 2𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 → 𝑁𝑎2 𝑆4 𝑂6 + 2𝑁𝑎𝐼
Efectuaremos diversas experiencias, en nuestra práctica 3, variando en cada una de ellas
solo la concentración de uno de los reactivos en exceso y se puede medir la influencia
que tienen sobre la velocidad de la reacción y sus órdenes parciales.
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Procedimiento Experimental
Material
El material usado en esta práctica consta de 1 matraz aforado de 500 mL, 1 aforado de
100 mL y 2 aforados de 250 mL (1 común a la mesa para la disolución común de HCl), 7
Erlenmeyers de 100 mL para sucesivas alícuotas, además de 1 Erlenmeyer de 1 L para
las tres disoluciones de las series. Se utiliza una serie de pipetas aforadas de 3, 5, 10 y
15 mL y una pipeta graduada de 10 mL. Para valorar las disoluciones se utilizará una
bureta de 50 mL. Además para preparar las disoluciones y trasvasar líquidos utilizaremos
3 vasos de precipitados entre 50 y 100 mL. También tendremos 1 probeta de 100 mL.
Aparatos y montajes
Teniendo en este caso 1 baño termostático con un termómetro, 1 frasco color topacio
de un litro para guardar el tiosulfato. Además para realizar bien la práctica usaremos 1
agitador, 1 imán y 1 pesasustancias, incluido también 1 cronómetro
Foto 1. Material usado en la práctica
Productos
Usamos diferentes productos como tiosulfato de sodio pentahidratado (Na 2S2O3.5H2O),
Acetona (CH3COCH3), Ácido clorhídrico (HCl), Acetato de sodio trihidrato (AcNa.3H2O),
Hidróxido de sodio 1M (NaOH), Fenolftaleína, Indicador de almidón, Yodo 0,06M (I 2).
Foto 2. Almidón y yodo de la práctica
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Cálculos previos

AcNa
Para el cálculo de la masa de acetato de sodio utilizado usamos sustituyendo el volumen
de la disolución (250 mL) y su porcentaje en peso (2,5%). En la siguiente ecuación:
𝑚𝐴𝑐𝑁𝑎 =
% 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜
∙ 𝑉𝐴𝑐𝑁𝑎
100
A partir del resultado de 6,25 g tenemos la masa de acetato de sodio a usar. Como en el
laboratorio tenemos acetato de sodio trihidrato tenemos que operar de la siguiente
manera:
𝑚𝐴𝑐𝑁𝑎.3𝐻2 𝑂 =
𝑚𝐴𝑐𝑁𝑎
∙ 𝑀𝐴𝑐𝑁𝑎.3𝐻2 𝑂
𝑀𝐴𝑐𝑁𝑎
A partir de la masa molecular de acetato de sodio (82,04 g/mol) y la masa molecular de
acetato de sodio trihidrato (136,04 g/mol) con la masa de acetato de sodio sustituimos
en la fórmula y obtenemos una masa de 10,364 g.

Na2S2O3
Para el cálculo de la disolución de tiosulfato, usaremos la concentración a obtener de
0,005 M y el volumen de la disolución de 500 mL. Además de que necesitaremos
también su masa molecular de 248,184 g/mol. Usando la siguiente fórmula:
𝑚𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 = 𝑀𝑁𝑎2 𝑆2𝑂3 ∙ [𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ] ∙ 𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
Obtendremos una masa igual a 0,620 g.

HCl
Para el cálculo de la disolución de ácido clorhídrico tendremos en cuenta la densidad
(1,18 g/mL) y la riqueza (35%) de la disolución de ácido clorhídrico comercial, también
usaremos la concentración a obtener de 1,2 M y el volumen necesario de 250 mL,
además es necesario el uso de su masa molecular de 36,46 g/mol. Y usando las
siguientes relaciones obtendremos con la siguiente fórmula un volumen necesario de
25,05 mL.
𝑉𝐻𝐶𝑙 ∙ [𝐻𝐶𝑙 ] ∙ 𝑀𝐻𝐶𝑙 ∙
𝑉𝐻𝐶𝑙𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟 =
100 𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟
35 𝑔 𝑝𝑢𝑟𝑜
𝛿𝐻𝐶𝑙
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Preparación de disoluciones

AcNa
Para esta disolución al final usamos en el laboratorio una masa de 10,401 g . Que
disolveremos en agua, trasvasaremos al matraz, enrasaremos y homogenizaremos.
Foto 3. Disolución AcNa 2,5% en peso

Na2S2O3
Para esta disolución usaremos una masa de 0,630 g pesados en la balanza. Que
disolveremos en agua, trasvasaremos al matraz de 500 mL, enrasaremos y
homogenizaremos.
Foto 4. Disolución de Na2S2O3

HCl
Para esta disolución usaremos un volumen de 25 mL de HCl comercial tomados con la
pipeta aforada y añadidos a algo de agua para diluir y enrasaremos con agua y
homogenizaremos.
Foto 5. Disolución de HCl
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Procedimiento real
Después de preparar las diferentes disoluciones, tomaremos en un vaso de precipitados
NaOH 1M para valorar el HCl y así poder obtener más tarde su concentración real.
Realizando 4 valoraciones (foto 6). Mientras tomamos estas valoraciones podemos
encender el baño termostático a 25ºC.
Foto 6. Valoración HCl con NaOH
Seguido a esto tomaremos un matraz de 100 mL añadiremos algo de agua e
introducimos el volumen necesario de acetona y HCl según la serie.
Series
V ace (mL)
V HCl (mL)
1
5
5
2
15
3
3
15
5
Tabla 0. Series de volúmenes
Trasvasamos la disolución del matraz de fondo redondo a un Erlenmeyer de 1 L con un
imán para el agitador con una pesa para el baño termostático (foto 7).
Foto 7. Erlenmeyer de 1 L con la disolución
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Mientras la disolución va alcanzando el equilibrio térmico podemos empezar a preparar
7 Erlenmeyer de 100 mL con 10 mL con la disolución de acetato de sodio pipeteando
con la pipeta aforada o graduada de 10 mL (fotos 8 y 9).
Fotos 8 y 9. Preparación 7 Erlenmeyer con AcNa
Al alcanzar el equilibrio térmico, se añadirá con la pipeta aforada 10 mL de I 2 y se pondrá el
cronómetro a tiempo 0 cuando se encuentre a mitad de vaciar la pipeta (foto 10).
Foto 10. Adicción de I2 a la disolución
Cuando hayan pasado 2-3 minutos tomaremos la primera alícuota y según la serie que
sea tomaremos 6 alícuotas más con diferentes intervalos de tiempo:
1) Ocho minutos
2) Seis minutos
3) Cuatro minutos
Lo tomaremos con la pipeta graduada de 10 mL ya que tomaremos 10 mL en los
Erlenmeyer con AcNa (foto 11).
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Foto 11. Adicción de una alícuota
Una vez tengamos una alícuota la valoraremos al momento con la disolución de
tiosulfato en la bureta (foto 12), añadiendo unas gotas de almidón en los Erlenmeyer,
tomando estos un color azul debido al I2 (foto 13)
Foto 12. Valoración de I2 con Na2S2O3
Foto 13. Añadimos almidón al I2
Una vez consumidos el volumen necesario de tiosulfato se decolorará la disolución
quedando incolora (foto 14).
Foto 14. Color de la disolución tras la valoración
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Resultados Obtenidos
Laboratorio
Valoración
VNaOH (mL)
1
10,7
2
9,1
3
10,7
4
10,8
Tabla 1. Valoración HCl con NaOH
Esta tabla se representa a partir de la valoración con el volumen gastado de sosa, como
se puede observar el segundo valor difiere de los demás, por lo que no se tendrá en
cuenta a la hora de los cálculos, ya que el error obtenido sería enorme.
t (min)
VNa2S2O3 (mL)
2’32’’
20,2
10’29’’
18,9
18’26’'
17,5
26’30’’
15,5
34’33’’
13,6
42’33’’
12,4
50’28’’
10,9
Tabla 2. Valoraciones alícuotas Serie 1 (Cada 8 minutos)
Esta tabla se obtiene a partir de las diferentes alícuotas tomadas cada 8 minutos y
valoradas con tiosulftato.
t (min)
2’32’’
8’29’’
14’29’’
20’27’’
26’28’’
32’27’’
38’27’’
VNa2S2O3 (mL)
18,1
16,8
14,9
13,6
12,5
10,9
9,4
Tabla 3. Valoraciones alícuotas Serie 2 (Cada 6 minutos)
Esta tabla se obtiene a partir de las diferentes alícuotas tomadas cada 6 minutos y
valoradas con tiosulftato.
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t (min)
2’24’’
6’14’’
10’19’’
14’13’’
18’11’’
22’14’’
26’09’’
VNa2S2O3 (mL)
19,0
16,5
14,5
12,5
11,1
9,7
8,2
Tabla 4. Valoraciones alícuotas Serie 3 (Cada 4 minutos)
Esta tabla se obtiene a partir de las diferentes alícuotas tomadas cada 4 minutos y
valoradas con tiosulftato.
Cálculos Post-Laboratorio y Tratamiento de Resultados
Para empezar con los cálculos obtenidos en el laboratorio hay que empezar por orden
que sería calculando la concentración real de tiosulfato (Na2S2O3). Para ello es necesario
conocer la masa pesada en gramos conocida en el laboratorio (0,630 g), la masa
molecular del tiosulfato (248,184 g/mol) y el volumen de la disolución de tiosulfato, en
nuestro caso en esta práctica se tomaba un volumen de 500 mL (0,5 L). Aplicando la
siguiente fórmula se calcularía la concentración de tiosulfato ([Na 2S2O3]) con unidades
M (mol/L):
𝑚𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
[𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ] =
𝑀𝑟𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
0,630 𝑔
248,184 𝑔/𝑚𝑜𝑙
=
0,500 𝐿
Seguido a esto se debe conocer la concentración de yodo inicial [I 2]0 a partir del volumen
usado de yodo, 10 mL (siendo esto igual a 0,01 L), la concentración de yodo común a
toda la práctica siendo 0,06 M y el volumen total, que se usará en cálculos posteriores y
siendo siempre 110 mL, resultado de la suma del matraz aforado de 100 mL introducido
en el Erlenmeyer de 1 L y los 10 mL de yodo introducidos en este mediante la pipeta
aforada en todas las series. Con la siguiente fórmula se relacionan los tres valores:
𝑉𝐼2 ∙ [𝐼2 ]𝑐𝑜𝑚ú𝑛
[𝐼2 ]0 =
𝑉𝑇
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A continuación se continuaría con el cálculo de la concentración de yodo en cada
momento en el que se añade el tiosulfato, como hemos calculado previamente en el
momento de t=0 la concentración de yodo daría un resultado de 0,0055 M, el cual se
repetirá en las diferentes series. A partir de la siguiente fórmula se obtendrían 3 tablas
diferentes que representarían las 3 series con medidas de tiempo diferentes y
volúmenes de ácido clorhídrico y acetona diferentes
[I2 ] =
1 [𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ] ∙ 𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
∙
2
𝑉𝐼2
Como se puede observar en la ecuación se divide entre ½ y esto es debido a que la
relación estequiométrica del I2 con el Na2S2O3 es 1:2
I2 + 𝟐Na2S2O3 → 𝟐NaI + Na2S4O6
Se obtendrían las tres siguientes tablas:
t(s)
0
152
629
1160
1590
2073
2553
3028
Serie 1 (Cada 8 min)
V Na2S2O3 (mL)
20,2
18,9
17,5
15,5
13,6
12,4
10,9
[I2] (M)
0,0055
0,0051
0,0048
0,0044
0,0039
0,0035
0,0031
0,0028
Tabla 5. Obtención de la concentración de I2 en la Serie 1
t(s)
0
152
509
869
1227
1588
1947
2307
Serie 2 (Cada 6 min)
V Na2S2O3 (mL)
18,1
16,8
14,9
13,6
12,5
10,9
9,4
I2 (M)
0,0055
0,0046
0,0043
0,0038
0,0035
0,0032
0,0028
0,0024
Tabla 6. Obtención de la concentración de I2 en la Serie 2
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Serie 3 (Cada 4 min)
V Na2S2O3 (mL)
t(s)
0
144
374
619
853
1091
1334
1569
19
16,5
14,5
12,5
11,1
9,7
8,2
[I2] (M)
0,0055
0,0048
0,0042
0,0037
0,0032
0,0028
0,0025
0,0021
Tabla 7. Obtención de la concentración de I2 en la Serie 3
A partir de las tablas 5, 6 y 7 se representarán 6 gráficas diferentes (3 representando la
concentración de yodo respecto al tiempo de la reacción en segundos, y las otras 3
representando el volumen gastado de tiosulfato (en L) respecto al tiempo de la reacción
en segundos.
0,0060
y = -8,88E-07x + 5,37E-03
R² = 9,92E-01
[I2] (M)
0,0050
0,0040
0,0030
0,0020
0,0010
0,0000
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
t (s)
Gráfica 1. Concentración de I2 respecto al tiempo de la Serie 1
0,006
0,005
y = -1,17E-06x + 5,00E-03
R² = 9,52E-01
[I2] (M)
0,004
0,003
0,002
0,001
0
0
500
1000
1500
2000
2500
t (s)
Gráfica 2. Concentración de I2 respecto al tiempo de la Serie 2
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0,0060
0,0050
y = -2,06E-06x + 5,12E-03
R² = 9,74E-01
[I2] (M)
0,0040
0,0030
0,0020
0,0010
0,0000
0
500
1000
1500
2000
t (s)
Gráfica 3. Concentración de I2 respecto al tiempo de la Serie 3
A partir de las Gráficas 1,2 y 3 se obtiene que la reacción es de orden 0.ç
0,025
V Na2S2O3 (L)
0,02
y = -3,34E-06x + 2,09E-02
R² = 9,94E-01
0,015
0,01
0,005
0
0
1000
2000
3000
4000
t (s)
Gráfica 4. Volumen de Na2S2O3 respecto al tiempo de la Serie 1
v Na2S2O3 (L)
0,025
0,02
y = -4,01E-06x + 1,87E-02
R² = 9,97E-01
0,015
0,01
0,005
0
0
500
1000
1500
2000
2500
t (s)
Gráfica 5. Volumen de Na2S2O3 respecto al tiempo de la Serie 2
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0,025
V Na2S2O3 (L)
0,02
y = -7,41E-06x + 1,94E-02
R² = 9,87E-01
0,015
0,01
0,005
0
0
500
1000
1500
2000
t (s)
Gráfica 6. Volumen de Na2S2O3 respecto al tiempo de la Serie 3
A partir de las gráficas 4,5 y 6 se puede conocer la k’ap siendo esta la pendiente de la
gráfica (que se utilizará en cálculos posteriores), que como se puede observar en la
gráfica está señalada en rojo. Esta k’ap tiene unidades L/s
Seguido a esto necesitamos calcular la k ap para ello necesitamos hallar primero una
constante conocida como A con unidades mol/L2 , esta se calcula de la siguiente forma:
1 [𝑆2 𝑂32− ]
𝐴= ∙
2 𝑉𝐼2 (𝐿)
La concentración del ion tiosulfato es la concentración real obtenida en el primer cálculo
de todos. Conocido el valor de la A común a las 3 series, siendo este 0,2438 mol/L 2 , se
puede hallar las k’ap de la siguiente forma (relacionando con la constate A):
𝑘𝑎𝑝 =
𝐴
𝑘′𝑎𝑝
A partir de esta ecuación se obtiene la siguiente tabla:
Serie
k' ap (L/s)
k ap (mol/L s)
1
3,34x10-6
8,465x10-7
2
4,01x10-6
1,017x10-6
3
7,41x10-6
1,881x10-6
Tabla 8. Representación de las k’ap y las kap con sus unidades
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A partir de la tabla de valoraciones de HCl con NaOH (Tabla 1) se debe hallar el volumen
de sosa gastado realmente con su error
V med (mL) 10,733
ε (mL)
0,143
V (mL)
10,7±0,1
Tabla 9. Volumen medio y su error aleatorio
El volumen obtenido es de una sola cifra significativa debido a que se obtiene a partir de
la desviación típica de la siguiente forma:
(𝑥𝑖 − 𝑥̅ )2
𝑠 2 (𝑥𝑖 )
𝑠 (𝑥 ) = √
=√
𝑛−1
(𝑛 − 1)
𝑠(𝑥̅ ) =
𝑠(𝑥)
√𝑛
𝑥̅ ± 𝜀𝑎𝑙𝑒 → 𝑥̅ ± 𝑡𝑛−1 ∙ 𝑠(𝑥̅ )
Ayudándonos de la función desvesta() de Excel para calcular la s(x) (desviación típica).
Dando como resultado las siguientes fórmulas, sustituyendo:
(10,7 − 10,33)2 + (10,7 − 10,33)2 + (10,8 − 10,33)2
(
)
√
𝑠 𝑥 =
= 0,05774
(3 − 1)
𝑠(𝑥̅ ) =
0,05774
√3
= 0,3333
𝑥̅ ± 𝜀𝑎𝑙𝑒 → 10,33 ± 4,303 ∙ 0,05774
A partir del volumen de sosa gastado medio se obtendrá la concentración del ácido
clorhídrico de la siguiente forma estequiómetrica:
[𝐻𝐶𝑙] = [𝑁𝑎𝑂𝐻 ](1𝑀) ∙ 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 ∙
1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙
1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻
Siendo igual está a 1,073 M, siendo esta una concentración bastante acertada.
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Conociendo esta concentración de ácido clorhídrico (1,073M), la densidad de la acetona
de 0,784 g/mL y la masa relativa de esta de 58,08 g/mol. Se puede obtener las diferentes
concentraciones de HCl y de Acetona en las series ya que emplean cierto volumen de
estos y necesitamos conocer su concentración. Con la siguiente fórmula obtendremos
las concentraciones de Acetona:
𝛿 ∙ 𝑉𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎
𝑀𝑟𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎
[𝐶3 𝐻6 𝑂] (𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎) =
𝑉𝑡 (𝐿)
El volumen total usado sería el de 110 mL explicado previamente y el volumen usado
de acetona sería el que usamos en cada una de las series.
También conoceremos la concentración de las alícuotas de HCl con la siguiente fórmula:
[𝐻𝐶𝑙 ](𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎) =
[𝐻𝐶𝑙] ∙ 𝑉𝐻𝐶𝑙
𝑉𝑡
Usando otra vez el volumen total de 110 mL y el volumen usado de ácido clorhídrico y
con los cálculos de las concentraciones de la acetona llegamos a:
Series
V ace (mL)
V HCl (mL)
[Acetona] (M)
[HCl] (M)
1
5
5
0,61
0,049
2
15
3
1,84
0,029
3
15
5
1,84
0,049
Tabla 10. Cálculo de las concentraciones de acetona y ácido clorhídrico
Teniendo ahora las concentraciones de Acetona y Ácido clorhídrico se necesita conocer
los órdenes parciales respecto a estos, a y b (𝑣 = 𝑘[𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎]𝑎 [𝐻𝐶𝑙 ]𝑏 ), a para la acetona
y b para el ácido clorhídrico. Para ello haremos uso de las tablas donde aparecen las kap
(Tabla 8) y la tabla anterior (Tabla 10), ya que necesitamos los volúmenes usados, ya que
procederemos a los siguientes cálculos:
𝑎=
𝑘𝑎𝑝
𝐿𝑛 (𝑘 3 )
𝑎𝑝1
𝑉3
𝐿𝑛 (𝑉 𝑎𝑐𝑒 )
1𝑎𝑐𝑒
=
0,797
= 0,725
1,099
𝑏=
𝑘𝑎𝑝
𝐿𝑛 (𝑘 3 )
𝑎𝑝2
𝑉3
𝐿𝑛 (𝑉 𝐻𝐶𝑙 )
=
0,614
= 1,202
0,510
1𝐻𝐶𝑙
18
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A pesar de que los resultados dan 0,725 y 1,202 se aproximan a 1 para hacer más fáciles
los siguientes cálculos, pero en la discusión de resultados se explicará este dato.
Como hemos supuesto que a y b son 1, continuamos para hallar la kcin de la reacción,
usando las concentraciones expuestas en la Tabla 10 y usando la siguiente fórmula:
𝑘𝑐𝑖𝑛 =
𝑘𝑎𝑝
[𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎 ] ∙ [𝐻𝐶𝑙 ]
Las unidades obtenidas por tanto de la kcin serían (M-1s-1), debido a que las
concentraciones están dividiendo a la kap de unidades M/s. Se obtiene la siguiente tabla:
Series
k cin (L/mol s)
1
2,832x10-5
2
1,889x10-5
3
2,095x10-5
Tabla 11. Obtención de las constantes cinéticas
k med (L/mol s)
2,272x10-5
Ε (L/mol s)
1,232x10-5
K (L/mol s)
(23+13)x10-6
Tabla 12. Cálculo de la constante cinética media con su error aleatorio
Usamos de igual forma que usamos en el cálculo del volumen gastado con su error,
usando otra vez Excel y dando los valores de la tabla.
Para saber si las concentraciones de acetona y ácido clorhídrico influyen en la velocidad
de reacción necesitamos sustituir en la ecuación de obtención de la velocidad de la
reacción:
𝑣 = 𝑘 ∙ [𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎] ∙ [𝐻+ ]
Realizando los siguientes cálculos y sustituyendo:
𝑘=
𝑣=
𝑘𝑎𝑝
[𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎][𝐻+ ]
𝑘𝑎𝑝
∙ [𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎][𝐻+ ]
[𝐴𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎][𝐻+ ]
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Pedro Campayo López A2
Luego la velocidad solo depende de la constante aparente (de cada serie
independientemente), que continuando con algunos cálculos se puede deducir lo
siguiente:
′
𝑘𝑎𝑝 = 𝑘𝑎𝑝
∙𝐴
𝐴=
′
𝑘𝑎𝑝
=
𝑣=(
1 [𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ]
∙
2
𝑉𝐼2
𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 0 − 𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
𝑡
𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 0 − 𝑉𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
𝑡
)∙
1 [𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ]
2
𝑉𝐼2
Por lo tanto con estas operaciones se puede deducir que la velocidad no depende
directamente de las reacciones de acetona y ácido clorhídrico. Si no que la velocidad
depende del volumen de tiosulfato de sodio, el tiempo transcurrido, la concentración
de tiosulfato y el volumen de yodo.
V (mol/L s)
1
8,48 x10-7
2
1,02 x10-6
1,88 x10-6
3
Tabla 13. Velocidad obtenida a partir de la constante cinética y concentraciones
Como se puede observar las velocidades de reacción dan los mismos resultados que las
kap (obtenidas en la Tabla 8) por lo tanto esto implica que la velocidad de reacción no
depende de las concentraciones de acetona y ácido clorhídrico
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Pedro Campayo López A2
Análisis y Discusión de Resultados
Los cálculos obtenidos respecto a la práctica son bastante correctos, ya que como se
puede observar en tablas como 8 y 9, y 11 y 12 podemos observar errores muy
pequeños, ya que se diferencian en una cifra decimal y por tanto estos cálculos son
bastantes correctos y ya que estos cálculos se van usando a lo largo de los cálculos se
obtendrán resultados bastante ciertos, excepto los obtenidos en los órdenes parciales
de acetona y ácido clorhídrico que seguramente no dan más cercanos a 1, ya que las
constantes aparentes teóricas de la práctica deben ser diferentes, como las constantes
aparentes dependen del tiempo y los volúmenes obtenidos en las valoraciones de las
alícuotas con el tiosulfato, como el tiempo es siempre constante según la serie el error
provocado en los órdenes parciales debe de proceder del volumen gastado de tiosulfato
teniendo que haber más diferencia entre las tres tablas (2, 3 y 4).
El ácido clorhídrico obtenido es muy exacto de 1,073 M y seguramente el volumen
tomado para la preparación es muy cercano al que había tomar con diferencia de 0,05
mL por debajo, por esto el error de la concentración con algo de exceso. Ya que
dividiendo el volumen para la concentración va abajo.
Conclusiones
Se puede llegar a una conclusión de que la práctica se ha realizado correctamente sin
ningún problema alterno como repetición de procesos o repetición de las disoluciones,
ya que los valores obtenidos de los volúmenes son correctos (tablas 2, 3 y 4), ya que el
volumen tiene que ir disminuyendo ya que disminuye la concentración de yodo en la
disolución. No ha habido ningún error de confusión de series y alternar valores.
Personalmente la práctica es muy dinámica si no cometes errores pero a la vez es
mecáncia, ya que la única pega que podría haber es que es necesario realizar más de 20
valoraciones, pero si te gestionas bien el tiempo (estando también atento a este) y te
coordinas bien con tu compañero puedes ejecutar la práctica bien y ordenadamente.
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Pedro Campayo López A2
Bibliografía
 Guión de la Práctica
 Conocimiento adquirido en el laboratorio y sobre esta
 Presentación corregida de la práctica
 Cálculos realizados post-laboratorio
 Libreta del laboratorio
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