21. Cinética cristal violeta PDF

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INFORME CRISTAL VIOLETA Resumen Se el con el fin de obtener el valor del orden de la del cristal violeta y el de sodio realizando un seguimiento de la de la absorbancia en el tiempo mediante Se que tanto para el de sodio, como para el cristal violeta, el orden de es 1. Palabras clave: Absorbancia, c...

Description

INFORME N°9

CINÉTICA CRISTAL VIOLETA Resumen Se empleó el método gráfico con el fin de obtener el valor del orden de la reacción del cristal violeta y el hidróxido de sodio realizando un seguimiento de la variación de la absorbancia en el tiempo mediante espectrofotometría. Se encontró que tanto para el hidróxido de sodio, como para el cristal violeta, el orden de reacción es 1. Palabras clave: Absorbancia, cristal violeta, espectrofotometría, método gráfico, orden de reacción. Abstract We used the graphic method to obtain the order of the reaction of the crystal violet and the sodium hydroxide, following the absorbance variation over time using the spectrophotometric technique. It was found that for both, the sodium hydroxide and the crystal violet, the order of the reaction is 1. Key words: Absorbance, crystal violet, graphic method, reaction order, spectrophotometry. Resultados, Cálculos y Análisis de resultados. Para empezar, era necesario determinar el valor de al absortividad molar (�), para lo cual se preparó un solución de concentración 9x10-5 M de cristal violeta, la cual tuvo una longitud de onda de absorción máxima en 586 nm y un valor de absorbancia de 1,355. Empleamos la ecuación de para calcular �:

A ε= 1∗C

→

ε=

ε =15055,56

Beer-Lambert

1,355 1∗9 x 10−5

L mol∗cm

a. HIDRÓXIDO DE SODIO CONSTANTE Realizamos inicialmente el experimento manteniendo constante el volumen de hidróxido de sodio y variando el de cristal violeta, obteniendo los siguientes datos: Tabla 1. Concentración del cristal violeta para la PARTE I del experimento.

Exper iment o

Concentraci ón Cristal Violeta [M]

Rate [M/s]

Log [CV]

Log( Rate)

1

3x10.5

1,29x10-7

-4,52

-6,89

2

4,5x10.5

2,02x10-7

-4,35

-6,70

3

1,5x10.5

5,92x10-8

-4,82

-7,23

-7

1,64x10

-4,43

-6,79

2,24x10-7

-4,22

-6,65

4

3,75x10

5

6x10.5

.5

Ahora, para conocer el valor de la concentración del cristal violeta en el tiempo, hacemos uso nuevamente de la ecuación de Beer:

c=

A 1∗ε

→

c=

0,413 1∗15055,56

−5

c=2,743 x 10 M los cálculos se realizaron del mismo modo para el resto del experimento. Se procede a graficar las diferentes absorbancias del cristal violeta a diferentes tiempos, con el fin de obtener el valor de la constante de cambio de cristal violeta mediante una regresión lineal. En la Tabla 1,

este dato se encuentra registrado como “Rate’’.

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

0,734

4,875E-05

Tabla 2. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 1.

8

0,709

4,709E-05

12

0,693

4,603E-05

16

0,677

4,497E-05

20

0,664

4,410E-05

PARTE I: VOLUMEN DE NaOH CONSTANTE Vol NaOH: 1 mL

Vol CV: 1mL

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

24

0,649

4,311E-05

4

0,413

2,743E-05

28

0,636

4,224E-05

8

0,412

2,737E-05

32

0,622

4,131E-05

12

0,404

2,683E-05

36

0,608

4,038E-05

16

0,389

2,584E-05

40

0,596

3,959E-05

20

0,376

2,497E-05

44

0,584

3,879E-05

24

0,366

2,431E-05

48

0,572

3,799E-05

28

0,358

2,378E-05

52

0,560

3,720E-05

32

0,348

2,311E-05

56

0,549

3,646E-05

36

0,339

2,252E-05

60

0,537

3,567E-05

40

0,330

2,192E-05

64

0,526

3,494E-05

44

0,322

2,139E-05

68

0,515

3,421E-05

48

0,314

2,086E-05

72

0,505

3,354E-05

52

0,307

2,039E-05

76

0,495

3,288E-05

56

0,300

1,993E-05

80

0,486

3,228E-05

60

0,297

1,973E-05

84

0,476

3,162E-05

64

0,283

1,880E-05

88

0,466

3,095E-05

68

0,282

1,873E-05

92

0,457

3,035E-05

72

0,276

1,833E-05

76

0,270

1,793E-05

80

0,264

1,754E-05

84

0,258

1,714E-05

88

0,252

1,674E-05

92

0,246

1,634E-05

Gráfico 2. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 2.

Tabla 4. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 3. Gráfico 1. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 1. Tabla 3. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 2. PARTE I: VOLUMEN DE NaOH CONSTANTE Vol NaOH: 1 mL

Vol CV: 1,5 mL

PARTE I: VOLUMEN DE NaOH CONSTANTE Vol NaOH: 1 mL

Vol CV:0,5 mL

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

0,198

1,315E-05

8

0,193

1,282E-05

12

0,190

1,262E-05

16

0,188

1,249E-05

28

0,494

3,281E-05

20

0,183

1,215E-05

32

0,480

3,188E-05

24

0,178

1,182E-05

36

0,469

3,115E-05

28

0,174

1,156E-05

40

0,458

3,042E-05

32

0,170

1,129E-05

44

0,449

2,982E-05

36

0,167

1,109E-05

48

0,439

2,916E-05

40

0,163

1,083E-05

52

0,430

2,856E-05

44

0,159

1,056E-05

56

0,420

2,790E-05

48

0,155

1,030E-05

60

0,411

2,730E-05

52

0,151

1,003E-05

64

0,402

2,670E-05

56

0,148

9,830E-06

68

0,394

2,617E-05

60

0,145

9,631E-06

72

0,385

2,557E-05

64

0,141

9,365E-06

76

0,378

2,511E-05

68

0,138

9,166E-06

80

0,370

2,458E-05

72

0,135

8,967E-06

84

0,362

2,404E-05

76

0,131

8,701E-06

88

0,355

2,358E-05

80

0,129

8,568E-06

92

0,347

2,305E-05

84

0,126

8,369E-06

88

0,124

8,236E-06

92

0,121

8,037E-06

Gráfico 4. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 4.

Gráfico 3. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 3.

Tabla 5. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 4. PARTE I: VOLUMEN DE NaOH CONSTANTE Vol NaOH: 1 mL

Vol CV: 1,25 mL

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

0,562

3,733E-05

8

0,549

3,646E-05

12

0,544

3,613E-05

16

0,528

3,507E-05

20

0,519

3,447E-05

24

0,507

3,368E-05

Tabla 6. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 5. PARTE I: VOLUMEN DE NaOH CONSTANTE Vol NaOH: 1 mL

Vol CV: 2 mL

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

0,766

5,088E-05

8

0,736

4,889E-05

12

0,714

4,742E-05

16

0,698

4,636E-05

20

0,688

4,570E-05

24

0,673

4,470E-05

28

0,658

4,370E-05

32

0,643

4,271E-05

36

0,628

4,171E-05

40

0,614

4,078E-05

44

0,600

3,985E-05

48

0,587

3,899E-05

52

0,573

3,806E-05

56

0,560

3,720E-05

60

0,547

3,633E-05

64

0,535

3,554E-05

68

0,523

3,474E-05

72

0,511

3,394E-05

76

0,501

3,328E-05

80

0,490

3,255E-05

84

0,478

3,175E-05

88

0,468

3,108E-05

92

0,457

3,035E-05

Gráfico 6. Determinación del orden de la reacción respecto al CV.

Con el gráfico anterior es posible extraer de la pendiente el orden de reacción respecto al cristal violeta, obteniendo:

v=k[CV]x[OH-]y donde “x”=1.01, redondear a 1.

valor

que

podemos

v=k[CV]1[OH-]y b. CRISTAL VIOLETA CONSTANTE Si bien para la primera parte de la práctica se realizaron ensayos con un volumen constante de NaOH, para la PARTE II, realizamos el experimento manteniendo constante el volumen de cristal violeta y variando el de hidróxido de sodio, obteniendo los siguientes datos: Tabla 7. Concentración del cristal violeta para la PARTE II del experimento

Gráfico 5. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 5.

Para la determinación del orden de la reacción respecto al Cristal Violeta, se grafica el logaritmo de la velocidad, log(rate), versus el logaritmo de la concentración de cristal violeta, usando para ello los datos presentados en la Tabla 1. en concordancia con la siguiente ecuación: log(rate) = log(k) + xlog[CV] + ylog[OH-]

Expe rime nto

Concentraci ón Hidróxido de Sodio [M]

Rate [M/s]

[NaOH]

Log

Log( Rate)

1

0,050

4,95x10-7

-1,30

-6,31

2

0,025

5,73x10-7

-1,60

-6,24

3

0,075

2,65x10-7

-1,12

-6,58

4

0,063

4,74x10-7

-1,20

-6,32

5

0,1

5,27x10-7

-1

-6,28

las concentraciones de NaOH se calcularon por diluciones sucesivas a partir de una solución madre de NaOH [0,1]M, conociendo el volumen usado en cada experimento y el volumen final de la solución a utilizar, 2mL.

C1V1=C2V2 [ 0,1 ] M ∗(V 1 ) C 2= 2 mL los cálculos se realizaron del mismo modo para el resto del experimento. Además, se procede a graficar las diferentes absorbancias del cristal violeta a diferentes tiempos, con el fin de obtener el valor de la constante de cambio de cristal violeta mediante una

regresión lineal. En la Tabla 7, este dato se encuentra registrado como “Rate’’.

Gráfico 8. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 1. Gráfico 7. Determinación del orden de reacción respecto al OH-. Tabla 8. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 1. PARTE II: VOLUMEN DE CV CONSTANTE Vol CV: 1 mL

Vol NaOH: 1 mL

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

1,571

1,043E-04

8

1,574

1,045E-04

12

1,591

1,057E-04

16

1,507

1,001E-04

20

1,462

9,711E-05

24

1,431

9,505E-05

28

1,417

9,412E-05

32

1,385

9,199E-05

36

1,349

8,960E-05

40

1,308

8,688E-05

44

1,271

8,442E-05

48

1,243

8,256E-05

52

1,217

8,083E-05

56

1,191

7,911E-05

60

1,164

7,731E-05

64

1,137

7,552E-05

68

1,108

7,359E-05

72

1,080

7,173E-05

76

1,055

7,007E-05

80

1,029

6,835E-05

84

1,003

6,662E-05

88

0,979

6,503E-05

92

0,954

6,337E-05

Tabla 9. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 2. PARTE II: VOLUMEN DE CV CONSTANTE Vol CV: 1 mL

Vol NaOH: 1,5 mL

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

1,413

9,385E-05

8

1,413

9,385E-05

12

1,362

9,046E-05

16

1,305

8,668E-05

20

1,259

8,362E-05

24

1,211

8,044E-05

28

1,170

7,771E-05

32

1,125

7,472E-05

36

1,085

7,207E-05

40

1,050

6,974E-05

44

1,014

6,735E-05

48

0,979

6,503E-05

52

0,946

6,283E-05

56

0,915

6,077E-05

60

0,885

5,878E-05

64

0,856

5,686E-05

68

0,827

5,493E-05

72

0,802

5,327E-05

76

0,776

5,154E-05

80

0,751

4,988E-05

84

0,726

4,822E-05

88

0,702

4,663E-05

92

0,679

4,510E-05

Gráfico 9. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 2.

Gráfico 10. Variación de la concentración de CV en el tiempo, para el experimento 3.

Tabla 10. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 3.

Tabla 11. Variación de la absorbancia y de la concentración de CV en el tiempo para el experimento 4.

PARTE II: VOLUMEN DE CV CONSTANTE Vol CV: 1 mL

Vol NaOH: 0,5 mL

Tiempo (s)

Absorbancia

PARTE II: VOLUMEN DE CV CONSTANTE Vol CV: 1 mL

Vol NaOH: 1,25 mL

[CV] M

Tiempo (s)

Absorbancia

[CV] M

4

1,406

9,339E-05

4

1,531

1,017E-04

8

1,512

1,004E-04

8

1,360

9,033E-05

1,323

8,787E-05

12

1,498

9,950E-05

12

16

1,482

9,844E-05

16

1,288

8,555E-05

20

1,468

9,751E-05

20

1,255

8,336E-05

24

1,450

9,631E-05

24

1,218

8,090E-05

28

1,434

9,525E-05

28

1,187

7,884E-05

1,153

7,658E-05

32

1,417

9,412E-05

32

36

1,399

9,292E-05

36

1,122

7,452E-05

1,092

7,253E-05

40

1,382

9,179E-05

40

44

1,367

9,080E-05

44

1,065

7,074E-05

1,035

6,875E-05

48

1,351

8,973E-05

48

52

1,335

8,867E-05

52

1,007

6,689E-05

0,979

6,503E-05

56

1,319

8,761E-05

56

60

1,301

8,641E-05

60

0,953

6,330E-05

0,927

6,157E-05

64

1,286

8,542E-05

64

68

1,271

8,442E-05

68

0,902

5,991E-05

0,880

5,845E-05

72

1,257

8,349E-05

72

76

1,242

8,249E-05

76

0,857

5,692E-05

0,834

5,539E-05

80

1,227

8,150E-05

80

84

1,212

8,050E-05

84

0,812

5,393E-05

0,790

5,247E-05

0,768

5,101E-05

88

1,197

7,951E-05

88

92

1,182

7,851E-05...