MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE CINÉTICA Y EQUILIBRIO

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C. Manejo de la bureta

Desarme la bureta, lávela con agua jabonosa y enjuáguela varias veces con agua potable. Repita el enjuague (dos o tres veces) con pequeños volúmenes de agua desionizada. Ármela y púrguela con la solución diluida de NaCl (2 o 3 mL son suficientes).

Llene la bureta hasta el aforo con la solución diluida de NaCl. Disponga la bureta para verter volúmenes exactos. El lavado, enjuague, purga y disposición de la bureta para verter volúmenes exactos, representan en conjunto una técnica conocida. No deben existir dudas sobre este procedimiento. Vierta desde la bureta, a una probeta, los siguientes volúmenes exactos: 10,00; 12,65; 5,00; 3,60; 0,40 y 0,10 mL. Compare la precisión de cada instrumento.

D. Procedimiento en una titulación

Tome una alícuota de 25,00 mL (con pipeta volumétrica) de HCl (ac) de concentración desconocida, vierta su contenido en un erlenmeyer, adicione aproximadamente 15 mL de agua desionizada y dos gotas de fenolftaleína.

Disponga la bureta con la solución estándar de NaOH. Vierta gota a gota sobre el erlenmeyer esta solución hasta que un color rosado pálido permanezca por lo menos 30 segundos. Se lavan las paredes internas del erlenmeyer con volúmenes pequeños de agua desionizada durante toda la titulación. Reporte el volumen gastado de la solución de NaOH. Realice un duplicado de ésta titulación.

Nota: A medida que se adiciona la solución de NaOH se debe mantener una agitación moderada en el erlenmeyer. Para esto, se usa un agitador magnético.

CUESTIONARIO

- Asuma que el NaCl(s) es químicamente puro y calcule la concentración molar analítica de las soluciones preparadas: la concentrada y la diluida.

- Calcule el valor promedio de la concentración molar analítica del HCl(ac) . Este valor se determina a partir de las concentraciones calculadas en cada una de las titulaciones respectivas. Reporte el porcentaje de error relativo si la concentración molar analítica verdadera (aceptada) es la reportada por el tecnólogo de laboratorio.

- Consulte a cerca de los conceptos: reproducibilidad de los resultados, exactitud y exactitud probable. * Comente acerca de la reproducibilidad de los resultados y de su exactitud probable en la titulación.

- ¿Qué efecto tiene sobre el cálculo de la concentración molar analítica del HCl(ac) la adición de los 15 mL de agua, antes de comenzar a adicionar el NaOH(ac)?.

*Consultar el texto: Miller, J. N., Miller, J. C., (2002). Estadística y Quimiometría para Química Analítica. Editorial Prentice Hall. 4 ed.

DISPOSICIÓN DE RESIDUOS

Las soluciones de cloruro de sodio se pueden verter por el drenaje de aguas residuales o poceta y las que resultan de la neutralización ácido-base en el recipiente adecuado para disposición.

2. CINÉTICA DE LA REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO

OBJETIVO

- Determinar el orden y la magnitud de la constante de velocidad de la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno catalizada por el ión yoduro.

MARCO TEÓRICO

Para la reacción de descomposición – A ⎯→ Productos– las leyes diferenciales de velocidad, cuando la reacción es de orden cero, uno o dos, son respectivamente:

[pic 1]

donde:

[pic 2]velocidad de la reacción *

[A] = concentración inicial de A (mol.L–1)

κ0, κ1 y κ2 representan las constantes de velocidad para los respectivos órdenes de reacción.

Si la reacción es de orden cero, la velocidad de reacción es una constante; es decir, es independiente de la concentración inicial de A.

Cuando la reacción es de orden uno, la velocidad es proporcional a la concentración inicial de A; es decir si se duplica la concentración la velocidad será dos veces mayor.

Si la reacción resulta ser de orden dos, la velocidad se cuadruplica cuando se duplica la concentración de inicial de A

* En las leyes diferenciales de velocidad, la velocidad de reacción realmente se refiere a la velocidad inicial de reacción – una vez mezclados los reactivos (lejos de las condiciones de equilibrio) –.

Las leyes integradas de velocidad muestran el cambio en la concentración de los reactivos a medida que avanza la reacción; por ejemplo, cuál es la concentración de A cuando ha transcurrido un tiempo de reacción t.

Las leyes integradas de velocidad para la reacción A ⎯→ Productos, cuando ésta resulta ser de orden cero, uno o dos son respectivamente:

[pic 3]

donde:

[A]0 = concentración inicial de A al tiempo t = 0

[A] = concentración de A transcurrido el tiempo de reacción t.

Estas leyes integradas de velocidad son de la formas y = mx + b (la ecuación de una línea recta). La representación de estas ecuaciones en el plano de coordenadas cartesianas se muestra en los gráficos 1, 2 y 3.

[pic 4]

Cuando se determina experimentalmente la concentración de A, a medida que avanza la reacción (los valores de [A] a los respectivos tiempos de reacción) si cualesquiera de los gráficos [A] vs t, ln[A] vs t y [pic 5] representa una línea recta, inmediatamente se deduce el orden de la reacción y se calcula la magnitud de la constante de velocidad.

En la presente práctica para determinar el orden de reacción respecto al H2O2 y la constante de velocidad, a la solución de H2O2 se añade un exceso de I– y la evolución de la reacción se sigue a partir de la medida del O2(g) generado con el transcurso del tiempo. El montaje del equipo para seguir la cinética de la reacción se ilustra en el gráfico 4.

En el eudiómetro calibrado se miden los volúmenes de O2(g) generado a presión constante; condición que se alcanza manteniendo siempre iguales los niveles de agua en el eudiómetro y en el embudo.

Si al inicio de la reacción la