¿Cuán rápido le quita el color el hipoclorito de sodio a un tinte?
Cinética Química
La cinética química es el estudio de las velocidades de las reacciones químicas y
de los mecanismos mediante los que tienen lugar. La cinética química introduce
la variable tiempo en el estudio de las reacciones químicas y estudia el
camino que siguen los reactivos para convertirse en productos.
Factores que determinan la rapidez de reacción:
1.
Concentración
2.
Estado físico
3.
Temperatura
4.
Presencia de Catalizador:
Los catalizadores son sustancias que aumentan o disminuyen la rapidez de una reacción
sin transformarse. La forma de acción de estos es modificando el mecanismo de reacción,
empleando pasos elementales con mayor o menor energía de activación. En ningún caso
el catalizador provoca la reacción química; no varía su calor de reacción. Los
catalizadores se añaden en pequeñas cantidades y son muy específicos; es decir, cada
catalizador sirve para unas determinadas reacciones. El catalizador se puede recuperar al
final de la reacción, puesto que no es reactivo ni participa en la reacción.
Ley de Beer-Lambert: es una relación matemática donde se relaciona la absorción
de luz con las propiedades del material a través del cual pasa la luz.
A = bC
donde:
A = absorbancia
 = coeficiente de extinción molar (1.38 x 105 M-1cm-1)
b = ancho de la celda (1 cm)
C = concentración molar
Rapidez de la reacción: el cambio en concentración de los reactivos o los
productos con el tiempo durante una reacción o proceso químico.
Ley de Rapidez
Para una reacción genérica:
aA + bB → cC + dD
a=coeficientes (número de cada molécula)
A=molécula
∆T=tiempo
Concentración de A será consumido a determinado tiempo, por eso
negativo.
1.
¿Cómo determinará la concentración del tinte?
Utilizando la espectrofotometría (Absorbancia). Despejando para la
ecuación (A = bC)
𝐶=
2.
𝐴
𝜀𝑏
Al mezclar la solución del tinte con la solución de hipoclorito de sodio
¿cuál será la concentración inicial del tinte?
Conozco la concentración de Hipoclorito (M= 0.677) la cantidad que voy
a añadir en ml y la cantidad de ml que voy a añadir del tiente. Despejo
para M2.
M1V1 = M2V2
𝑀1 =
3.
𝑀2 𝑉2
𝑉1
Al mezclar la solución del hipoclorito de sodio con la del tinte, ¿cuál
será la concentración inicial del hipoclorito?
Conozco la concentración del tinte y la cantidad que voy a añadir en ml y la
cantidad de ml que voy a añadir del Hipoclorito. Despejo para M2.
M1V1 = M2V2
𝑀1 =
4.
𝑀2 𝑉2
𝑉1
¿Qué cálculos o análisis gráficos necesitarán hacer para obtener el
orden de esta reacción?
[T], In[T], 1/[T]
La pendiente de la gráfica es k’ es aparente y debes cambiarlo a k.
5.
¿Cómo afecta la concentración de hipoclorito de sodio la
determinación del orden con respecto al tinte azul?
Concentración es mayor no va a cambiar significativamente [NaOCl]
Si en una reacción hay exceso de uno de los reactantes (Hipoclorito), de
forma tal que su concentración no cambia apreciablemente a medida que
transcurre el tiempo, la investigación cinética no revelara dependencia
alguna de rapidez respecto a la concentración de esa sustancia.
La concentración de Hipoclorito no cambiará mucho una vez se esta sea
diluida y pese a que la del tinte se mantendrá estable esta será inferior que
la de hipoclorito.
6.
¿Cómo determinarán el valor de k?
7.
Para determinar la concentración del tinte en la reacción a diferentes
tiempos, ¿qué datos experimentales necesitan y qué cálculos deben
llevar a cabo?
Se necesita realizar una gráfica en Absorbancia vs tiempo la obtendremos
utilizando el Espectronic. Luego se utiliza la ley de Beer Lamber para
cambiar la absorbancia a concentración y así se puede realizar una gráfica
de correlación entre concentración vs tiempo específico en la grafica
realizada.
8.
¿Es importante anotar la temperatura a la que se lleva a cabo este
experimento?
Muy pocas colisiones son productivas porque muy pocas ocurren con la
energía suficiente como para provocar la reorganización de los enlaces.
Por este motivo la Temperatura afecta a la velocidad de la reacción. Una
mayor temperatura implica una mayor energía cinética de las moléculas,
por lo que aumentará la probabilidad de que las colisiones sean
productivas, que se den con la energía necesaria.
Experimento 1:
Tome 25 mL del Tinte y mézclelos con 5 mL de NaOCl. Determina cuánto
tarda en que justamente desaparezca todo el color del tinte.
Experimento 2: ¿Qué cantidades debo utilizar de cada reactivo?
Tome 25 mL del Tinte y mézclelos con 2.5 mL de agua y 2.5 mL NaOCl.
Determina cuánto tarda en que justamente desaparezca todo el color del
tinte.
Parte I. Determinación orden de hipoclorito Determinar la concentración de
cada reactivo en la mezcla
[NaOCl] stock= 0.67 M
[Tinte] stock=????
La concentración inicial se puede analizar utilizando la absorbancia en el
espectrofotómetro o colorímetro.
𝐶=
𝐴
𝜀𝑏
Conozco la concentración de Hipoclorito (M= 0.677) la cantidad que voy a
añadir en ml y la cantidad de ml que voy a añadir del tiente. Despejo para
M2.
M1V1 = M2V2
𝑀1 =
𝑀2 𝑉2
𝑉1
Conozco la concentración del tinte y la cantidad que voy a añadir en ml y la
cantidad de ml que voy a añadir del Hipoclorito. Despejo para M2.
M1V1 = M2V2
𝑀1 =
𝑀2 𝑉2
𝑉1
Parte I. Determinación del Orden de NaOCl
Parte II. Determinaciόn orden del tinte
Determinar la concentración original del Tinte Obtener la absorbancia de la
solución del tinte. Usar la Ley de Beer
Utilizando la espectrofotometría (Absorbancia). Despejando para la
ecuación (A = bC)
𝐶=
𝐴
𝜀𝑏
Hay que determinar si la rección puede ser una de pseudo orden y la
respuesta es sí. Realizar una comparación de las concentraciones.
Ahora hay que realizar el experimentó.
Parte 2. Determinación orden del tinte (Utilizando la grafica)
Reacción
Volumen
Volumen
Tinte Azul de
(mL)
Experimento 25 mL
Volumen
NaClO de
Volumen
Tiempo (s)
agua total (mL)
(mL)
(mL)
5.0 mL
---------------- 30.0 mL
2.5 mL
2.5 mL
30.0 mL
0.125 mL
0.375 mL
3.0 mL
2 gotas
8 gotas
3.0 mL
1
Experimento 25 mL
2
Experimento 2.5 mL
3
Equivalencia 50 gotas
Llevar a cabo el experimento en el espectrofotómetro Una vez se
determine la cantidad de NaClO, se llevará a cabo la reacción. Se
mezclarán las cantidades determinadas de tinte y NaClO. Determinar la
absorbancia para la solución. (Equivalencia)
Usar método gráfico Hacer la gráfica para cada orden y la que tenga un
comportamiento lineal me indicará el orden. De esta gráfica se obtendrá
los parámetros cinéticos.
[T] In[T] 1/[T]
Tiempo
(s)
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
Absorbancia
450
480
510
540
570
600
Graficar y determinar cual es el orden del tinte en correlación de
concentración y sus derivaciones vs tiempo. La mas lineal es la correcta y
es el orden del tinte.
[T], In[T], 1/[T]
Forma integrada de la ecuación de velocidad de orden 0
La pendiente de la gráfica es k’ es aparente y debes cambiarlo a la
constante de rapidez K.