Práctica 9

1. Actividades, datos, cálculos y discusión de resultados.

Esta prática se llevó acabo en el Laboratorio de Quimica del edificio II debido a la ausencia de la Dra. Norma. 

Experimento 1: INFLUENCIA DE LA MASA ACTIVA Y DE LOS CATALIZADORES.


Para el experimento numero 1, tuvimos que preparar 4 tubos de ensayo limpios que se etiquetaron como A, B, C y D. Lo primero que se hizo fue agregar 5 ml de HCl al 1N a los cuatro tubos donde ocurrirían las reacciones. A los tubos  D y C se les agregó una solución de BaCl2 antes de agregar zinc en polvo y granalla de zinc. A los tubos A y D se les agregó 0.1 g de zinc en polvo y a los 2 restantes una granalla de zinc y se tomo un cronómetro para medir los tiempos que tardó en terminar cada una de las reacciones. Los resultados se muestran en la siguiente tabla:

Tubo	Tiempo transcurrido
A	28.7 seg
B	68 seg
C	88 seg
D	53.5 seg

Observaciones: Pudimos ver que la reacción de burbujas fue mayor  en los tubos A y B, que fueron los que llevaron acabo su reacción mas velozmente. Pensamos que el agregar BaCl2 aceleraría la reacción, porque pensamos que estábamos agregando un catalizador. Al ver los resultados, vimos que el D y el C que contenían BaCl2 tardaron más que el A y B respectivamente, con lo que se concluye que eran catalizadores que retrasaron la reacción. Sin embargo, para obtener una mayor velocidad de reacción, entre muchos otros factores, se dice que debe haber una mayor superficie de contacto entre las sustancias reaccionantes y 
esa sería la explicación de porque el zinc en polvo reaccionó más rápido. 

Cuestionario 1

Comparando los siguientes pares de tubos ¿En cuál es mayor la velocidad de reacción?

a.         A y B= A

b.         B y C= B

c.         A y D= A

1. ¿A que se debe el color de la granalla de Zn en el tubo C?


Se debe al cloruro de bario que actuó como intermediario en la reacción.


2. Escriba todas las reacciones


Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂


Zn + 2 HCl + BaCl2 ----> ZnCl2 + BaCl2 +H2



El HCl al ser un acido fuerte, no hay constante de equilibrio de acido, es decir, reacciona todo el bario con el HCl q necesita y al final solo tienes Sal de bario BaCl2 y un poco de acido de mas HCl.




Experimento 2: INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN Y DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN.


Para el segundo experimento se tomaron otros 3 tubos de ensaye y se etiquetaron como 1, 2 y 3. Se preparó con anticipación 100 ml de ácido oxálico al 6M para poder colocar diferentes cantidades de agua, ácido y dicromato de potasio. De nuevo , se tomó un cronómetro para medir los tiempos que tardó en cambiar de color la reacción. Las diferentes cantidades, así como los tiempos, se enlistan en la tabla a continuación:

Tubo	Vol Ac. Oxalico (ml)	Vol  Agua (ml)	Vol. Dicromato de potasio (ml)	Tiempo (s) Temperatura ambiente
1	1.5	0	0.5	20 seg
2	3	0.5	0.5	30 seg
3	1.5	1.5	1	31 seg

Para la segunda parte, teníamos que repetir el experimento 3 veces más, sin varirar las medidas en los tubos, pero a diferente temperatura; una vez a 15 grados, otra a 35 y por último a 50 grados centígrados. El profesor Blanco nos comentó que tendríamos que repetir el experimento número 1 también, porque el tiempo no era pararlo solo cuando cambiara de color, sino esperar a que terminara la reacción. Los resultados de la repetición y los 3 siguientes se enlistan en la tabla siguiente:

Tubo	Tem ambiente Tiempo (s)	15ºC Tiempo (s)	35ºC Tiempo (s)	50ºC Tiempo (s)
1	5:50 min	9:45 min	4:40 min	3:20 min
2	10:45 min	17:02 min	9:00 min	6:06 min
3	18:20 min	32:05 min	16:10 min	12:09 min

A partir de la tabla se genera un gráfico para comprara los tiempo:





Cuestionario 2:


1. Escriba la siguiente reacción:


K₂Cr₂O₇ + 7 H₂C₂O₄(H₂O)₂ + 2 K₂C₂O₄H₂O = 2 K₃[Cr(C₂O₄)₃] + 6 CO₂ + 23 H₂O


Experimento 3: EQUILIBRIO QUIMICO DESCRIBIENDO EL PRINCIPIO DE Le CHATELIER.


Para este último experimento, tomamos los 2 tubos de ensaye sobrantes y los etiquetamos como A y B. En el tubo A agregamos 2.5 ml de cromato de potasio y en el tubo B la misma cantidad de dicromato de potasio. Se colocaron junto a las soluciones originales para comparar el color. Al tubo A se le agregó 1 ml de H2SO4 y al B unas gotas de NaOH. Se tenía que analizar el cambio de color en ambos tubos, y lo reportamos en la siguiente tabla: 

Tubo	Color  original	Color después de agregar
A	Amarillo	Naranja (H2SO4)
B	Naranja	Amarillo (NaOH)

Reacciones:


A) 2 K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O


El equilibrio se realizó de los productos a los reactantes.


B) K2Cr2O7 + 2 NaOH = K2CrO4 + Na2CrO4 + H2O


El equilibrio también se realizó de los productos a los reactantes


Podemos observar que en ambas reacciones se forma cromato de potasio acompañado de otro compuesto.


Cuestionario 3: 

1. Escribe la ecuación de velocidad de las siguientes reacciones:

a) NO (g) + O₃ (g)           NO₂ (g) + O₂ (g) si sabemos que la reacción es de primer orden con respecto a cada reactivo.

           a) v = k · [NO]·[O₃] 

 b) 2 CO (g) +  O₂(g)        2 CO₂(g) si sabemos que es de primer orden con respecto al O₂ y de segundo orden con respecto al CO.

b) v = k’ · [CO]²·[O₂]

2.Los datos de la tabla siguiente pertenecen a la reacción:                                     

 CO (g) + NO₂ (g)            CO₂ (g) + NO (g) en donde vemos cómo varía la velocidad de la misma en función de la diferentes concentraciones iniciales de ambos reactivos.

Experimento	[CO]0 (M)	[NO2]0 (M)	v0 (mol/l·h)
1	3 · 10-4	0,4 · 10-4	2,28 · 10-8
2	3 · 10-4	0,8 · 10-4	4,56 · 10-8
3	3 · 10-4	0,2 · 10-4	1,14 · 10-8
4	6 · 10-4	0,4 · 10-4	4,56 · 10-8
5	1,8 · 10-3	0,4 · 10-4	13,68 · 10-8

3. Determina el orden de reacción, la constante de velocidad y la velocidad cuando [CO]₀ = 0,01 M y [NO₂]₀ = 0,02 M

La ecuación de velocidad será: v = k · [CO]·[NO2], es decir, su orden de reacción total será “2”.

4. Cuáles son los  factores que modifican  la velocidad de reacción y  como lo hacen.

·      Naturaleza de la reacción

·      Concentración: al aumentar la concentración de los reactivos, la frecuencia de colisión aumenta

·      Presión: aumenta la velocidad para las reacciones gaseosas, ya que es equivalente a aumentar la concentración. Para las reacciones en estado condensado tiene que haber un gran cambio en presión para que esta haga un cambio importante en la velocidad.

·      Temperatura: el aumento de temperatura le da energía al sistema, aumenta la velocidad ya que existe un mayor numero de partículas que tienen la energía de activación necesaria para reaccionar.

·      Catalizadores: aumentan la velocidad de reacción ya que disminuyen la energía de activación necesaria para la reacción

·      Superficie de contacto: al haber una superficie de contacto mayor, son más las que podrán ser chocadas por los reactivos.

5. Se ha medido la velocidad en la reacción: A + 2B      C a 25 ºC, para lo que se han diseñado cuatro experimentos, obteniéndose como resultados la siguiente tabla de valores:

Experimento.	[A0] (mol·l–1)	[B0] (mol·l–1)	v0 (mol·l–1·s–1)
1	0,1	0,1	5,5 · 10-6
2	0,2	0,1	2,2 · 10-5
3	0,1	0,3	1,65 · 10-5
4	0,1	0,6	3,3 · 10-5

Determina los órdenes de reacción parciales y total, la constante de velocidad y la velocidad cuando las concentraciones de A y B sean ambas 5,0 · 10^–2 M.

a)    En el caso de las órdenes de reacción, para el reactivo A usando los experimentos 1 y 2 podemos observar que la orden será de segundo grado. En el caso del reactivo B y usando los experimentos 3 y 4 observamos que es de primer orden. Por lo tanto el orden global de la reacción será de 3.

b)    La constante de velocidad será de 

c)    La velocidad cuando ambas concentraciones sean 5 será de 

3. Conclusiones


Aprendimos con esta práctica que el ser humano es resistente a los cambios bruscos. La verdad fue difícil trabajar bajo los cambios que se tuvieron que hacer por causas de fuerza mayor. Como se vio, se alcanzaron los objetivos de manera correcta, pero la práctica tuvo su complicación, ya que aparte de trabajar fuera de nuestro ambiente de confort, había muchas personas en el mismo laboratorio y era difícil maniobrar de esa manera. La recomendación es que todo procedimiento en el laboratorio se haga con órden y paciencia, para que a pesar de cualquier cambio que haya, incluso el de trabajar con diferentes equipos, nos lleve a resultados esperados.




4. Referencias


Balance chemical equation. (2012, Marzo 09). Retrieved from http://www.webqc.org/balance.php?reaction=K2Cr2O7+H2C2O4(H2O)2+K2C2O4H2O=K3[Cr(C2O4)3]+CO2+H2O


Balance chemical equation. (2012, Marzo 09). Retrieved from http://www.webqc.org/balancedchemicalequations-070603-1.html


Slideshare. (2010, abril 27). Retrieved from http://www.slideshare.net/tango67/velicidades-y-mecanismos-de-las-reacciones-qumicas


Velocidad de reaccion (en linea). Recuperado el 7 de marzo del 2012 de http://www.hiru.com/quimica/velocidad-de-reaccion-ecuacion-de-velocidad