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INSTITUTO POLITECNICONACIONALEscuela Superior de IngenieríaQuímica e IndustriasExtractivasPractica 4 Influencia de laconcentración de reacciónAlumna: Vicuña Segoviano Frida J.INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN ENLA VELOCIDAD DE REACCIONEmpezando por el lado matemático𝑉 = 𝐾[𝐴]𝛼[𝐵]𝛽𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑛𝑑𝑜 𝐾 = 𝐴𝑒−𝐸𝑎/𝑅𝑇...

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Practica 4 Influencia de la concentración de reacción Alumna: Vicuña Segoviano Frida J.

INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN EN LA VELOCIDAD DE REACCION Empezando por el lado matemático 𝑉 = 𝐾[𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑛𝑑𝑜 𝐾 = 𝐴𝑒 −𝐸𝑎/𝑅𝑇

𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝐾 = 𝐴

1 𝑒 𝐸𝑎/𝑅𝑇

La velocidad será igual a una contante y esa constante es relativa a la temperatura por la concentración de los reactivos. Que pasa si elevo la concentración de los reactivos, hay más moléculas que producen mas choques y esos choques pasen de reactivos a productos y se da la reacción, entonces si aumenta la concentración de los reactivos por ende aumenta la velocidad de la reacción y por lógica, si la concentración disminuye la velocidad también disminuye. La naturaleza de los reactivos también influye en su velocidad por ejemplo en un enlace iónico en el cual un átomo se atrae con otro átomo por fuerzas electroestáticas por atracción de cargas Y en un enlace covalente se comparten electrones y es más fuerte que un enlace iónico, por lo tanto un enlace iónico es más fácil que reaccione porque sus fuerzas son más fáciles de romper y formar sustancias nuevas. Estado físico Una partícula en estado gas tiene mayor movimiento esto quiere decir tiene mas energía y es más fácil que sus choques sean eficaces y den productos.

Grado de división en estado solido solo reacciona por la parte superficial, pero si dividimos esa superficie habrá mas superficie para que otras moléculas pueda atacar, entonces un mayor grado de división supondrá una mayor velocidad de la reacción. Todo lo anterior explicado son los órdenes parciales y serán afectados por todos esos componentes. Los ordenes parciales α y β son los valores que nosotros calculamos mediante las experimentaciones en el laboratorio.

Temperatura Si aumenta la temperatura debe aumentar la velocidad de reacción porque las moléculas empiezan a chocar entre ellas. Y si aumenta la temperatura la constante de Ea/RT debe bajar su valor

DIAGRAMA DE FLUJO. Preparación de soluciones Acido Crómico Llevar a baño maría lentamente con 100ml H2SO4 concentrado

Disolver 20ml de agua destilada 2g de K2Cr2O7.

Aforar con 1L de agua destilada

1L de Solución alcohólica. En baño maría adicionar 200ml de agua destilada 80 ml de etanol absoluto con 100ml de H2SO4 concentrado

Aforar con 1 L de agua destilada

Desarrollo de Experimentación Sistema 1

Disolver 2gr de KI en 30ml de agua destilada

Después de 3 min tomar la primera alícuota de 5ml

Mezclar con 50ml de HCrO4 y 2ml de Etanol

Al instante de mezclar tomar el tiempo con el cronómetro

Vaciar la alícuota en un Matraz con 2.5 de KI

Al termino de las lecturas adicionar 10ml de solución alcohólica

Titular la solución anterior con Tiosulfato de Sodio de 0.02 M

Repetir todo el procedimiento hasta tomar 10 lecturas

Desarrollo de Experimentación. Sistema 2

Disolver 1.2gr de KI en 25ml de agua destilada

Después de 3 min tomar la primera alícuota de 5ml

Mezclar con 50ml de HCrO4 y 12ml de Etanol

Al instante de mezclar tomar el tiempo con el cronómetro

Vaciar la alícuota en un Matraz con 2.5 de KI

Titular la solución anterior con Tiosulfato de Sodio de 0.01 M hasta el vire azul aguamarina

Repetir todo el procedimiento hasta tomar 10 lecturas

Datos experimentales M=0.02 NasS2O3

SISTEMA TIEMPO (min) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

EQUIPO 1 3.6 3.2 3.1 2.8 2.6 2.4 2.3 2.1 2 1.6

EQUIPO 3

Vol. Na2S2O3 (ml) 4 3.2 2.8 2.5 2.3 2.1 2 1.8 1.6 1.4

M=0.01 NasS2O3 SISTEMA TIEMPO (min) 3 6 9 12 15 18

EQUIPO 2

3.9 2.9 1.2 0.6 0.4 0.1

EQUIPO 4

Vol. Na2S2O3 (ml) 3.6 2.8 2.2 0.7 0.4 0.1

CALCULOS. OBTENCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE HCrO4 SISTEMA 1 T (min) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

EQUIPO 1 Ca=HCrO4 mol/L 0.0048 0.00426 0.00413 0.00373 0.00346 0.0032 0.00306 0.0028 0.00266 0.00213

EQUIPO 3 Ca=HCrO4 mol/L 0.00533 0.00426 0.00373 0.00333 0.00306 0.0028 0.00266 0.0024 0.00213 0.00186

(𝑣 𝑚)𝑁𝑎2𝑆2𝑂3

HCrO4 = 3 (𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎)

(3.6𝑚𝑙 ∗ 0.02𝑀)

HCr04=

(3) (5𝑚𝑙)

= 0.0048mol/l

GRAFICA T(min) VS HCrO4 (mol/L) 0.006

CONCENTRACION

0.005

0.004

0.003

Equipo 1 Equipo 3

0.002

0.001

0 0

5

10

15

20

TIEMPO

25

30

35

EQUIPO 1 t

Ca=HCrO4

ΔCa

Δt

Cap

X=LnCa

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

0.0048 0.00426 0.00413 0.00373 0.00346 0.0032 0.00306 0.0028 0.00266 0.00213

5.33E-4 1.33E-4 4E-4 2.67E-4 2.67E-4 1.33E-4 2.67E-4 1.33E-4 5.33E-4

3 3 3 3 3 3 3 3 3

0.00453 0.0042 0.00393 0.0036 0.00333 0.00313 0.00293 0.00273 0.0024

-5.3962 -5.4726 -5.5382 -5.6268 -5.7037 -5.7656 -5.8316 -5.9022 -6.0322

EQUIPO 1 -7.5 -5.3962

-5.4726

-5.5382

-5.6268

5.7037

-5.7656

-5.8313

-5.9022

-6.0322

-8

-8.5

-9

-9.5

-10 y = -0.21491x - 8.13583 R² = 0.00629

-10.5

De la regresión lineal: m=n K=eb

b=8.13583

n=0.21491

K=2.9285x10-4(min-1)

(-rA)=2.9285x10CA-4[mol/L]0.21491*min-

∆𝐶𝑎 ∆𝑡

Y=

-8.6349 -10.0212 -8.9226 -9.3281 -9.3281 -10.0212 -9.3281 -10.0212 -8.6349

EQUIPO 3 t

Ca=HCrO4

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

ΔCa

0.00533 0.00426 0.00373 0.00333 0.00306 0.0028 0.00266 0.0024 0.00213 0.00186

1.07E-3 5.3E-4 4E-4 2.7E-4 2.6E-4 1.4E-4 2.6E-4 2.7E-4 2.7E-4

3 3 3 3 3 3 3 3 3

Cap 0.00479 0.00399 0.00353 0.00319 0.00293 0.00273 0.00253 0.00226 0.00199

-5.3

-5.4

-5.5

-5.6

-5.7

-5.8

-5.9

-2

-4

-6

-8

-10 y = 1.5907x + 0.108811 R² = 0.5837 -12

De la regresión lineal: m=n K=eb

X=LnCap -5.3412 -5.5239 -5.6464 -5.7477 -5.8327 -5.9034 -5.9795 -6.0923 -6.2196

∆𝐶𝑎

Y=Ln

b=0.1088

n=1.5907

K=1.11495(min-1)

(-rA)= 1.1149Ca1.5907[Mol/L]

-6

-6.1

-6.2

∆𝑡

-7.9387 -8.6412 -8.9226 -9.3157 -9.3534 -9.9724 -9.3534 -9.3157 -9.3157

equipo 3

0 -5.2

Δt

-6.3

CALCULOS. OBTENCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE HCrO4 SISTEMA 1 T (min) 3 6 9 12 15 18

EQUIPO 2 Ca=HCrO4 mol/L 2.6E-3 1.9E-3 8.0E-4 4.0E-4 2.7E-4 6.7E-5

EQUIPO 4 Ca=HCrO4 mol/L 2.4E-3 1.86E-3 1.46E-3 4.6E-4 2.6E-4 6.7E-5

(𝑣 𝑚)𝑁𝑎2𝑆2𝑂3

HCrO4 =

3 (𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎)

(3.9𝑚𝑙 ∗ 0.01𝑀)

HCr04=

(3) (5𝑚𝑙)

= 2.6E-3mol/l T(min) VS HCr04(mol/L)

0.003

0.0025

0.002 EQUIPO2

0.0015

EQUIPO4 0.001

0.0005

0 0

5

10

15

20

Equipo 2 t

Ca=HCrO4

3 6 9 12 15 18

0.0026 0.0019 0.0008 0.0004 0.00026 0.000067

ΔCa

Δt

6.67E-4 0.00113 0.0004 0.000133 0.0002

3 3 3 3 3

Cap

X=LnCap

0.00226 0.00136 0.0006 0.000334 0.000167

-6.0923 -6.6002 -7.4185 -8.0043 -8.6975

-8.0043

-8.6975

EQUIPO 2 0 -6.0923

-6.6002

-7.4185

-2

-4

-6

-8

-10 y = -0.698498x +-3.82831 R² = 0.712829

-12

De la regresión lineal: m=n K=eb

b=3.82831

n=0.698498

K=0.02174CA0.698498

(-rA)=0.02174Ca0.698498[Mol/L]

∆𝐶𝑎

Y=Ln

∆𝑡

-8.4113 -7.8841 -8.9226 -10.0237 -9.6158

Equipo 4 t

Ca=HCrO4

3 6 9 12 15 18

2.4E-3 1.86E-3 1.46E-3 4.6E-4 2.6E-4 6.7E-5

ΔCa

Δt

0.00054 0.0004 0.001 0.0002 0.000193 -

3 3 3 3 3 -

Cap 0.00213 0.00166 0.001 0.0002 0.000193 -

X=LnCap -6.1516 -6.4009 -6.9077 -8.5171 -8.5528

EQUIPO 4 0 -6.1516

-6.4009

-6.9077

-8.5171

-8.5528

-2

-4

-6

-8

y = 0.452761x +-5.69025 R² = 0.498793

-10

-12

De la regresión lineal: m=n K=eb

b=-5.69025

n=0.452761

K=3.37875x10-3(min-1)

(-rA)=3.37875x10-3Ca0.452761[mol/L]

∆𝐶𝑎

Y=Ln

∆𝑡

-8.6225 -8.9226 -8.0063 -9.6158 -9.6514

Tabla de resultados. sistema equipo

K

n

Ec. cinetica

1

1

2.93E-4

0.2151

(-rA)=2.93x10-4Ca0.2151[mol/L]

1

2

1.1154

1.5908

(-rA)=1.1154Ca1.5908[mol/L]

2

3

0.02174

0.6985

(-rA)=0.02174Ca0.6958[mol/L]

2

4

3.3782E-3

0.4527

(-rA)=3.3782x10-3Ca0.4527[mol/L]

Conclusión. En esta práctica experimentamos método diferencial y el objetivo principal fue determinar la ecuación de la velocidad para comparar los resultados de ambos métodos y se concluye que entre mayor sea la concentración, mayor es la concentración de n y k.

Cuestionario. 1. ¿Cómo influye en la velocidad un aumento en el valor de la concentración, se modifica el orden de reacción? Al aumentar la concentración la velocidad de reacción también tiende a aumentar y eso se puede confirmar en la ecuación de velocidad, pues al ser un valor mayor de concentración también lo será el de la velocidad. El orden de la reacción también se modifica ya que este orden se depende de los datos que se tengan de la concentración. 2. ¿Cómo afecta la concentración a la constante de velocidad? Encuentra la relación de k vs concentración. Al aumentar la concentración tenderá a aumentar la constante de velocidad. Al incrementarse la concentración de reactivos la presión también aumenta y, por lo tanto, el nÚmero de choques es mayor y la velocidad de reacción se acelera....