Practica N 3 factores que afectan la velocidad de reaccin 1)
Objetivos Estudiar cualitativamente los factores que afectan en una
reaccin qumica2) Fundamento tericoa) IntroduccinA nuestro
alrededor, podemos observar diversos cambios qumicos que ocurren
con diferente velocidad, as por ejemplo, la corrosin de la capota
de un automvil, la descomposicin de los alimentos dentro de la
refrigeradora, estos cambios son reacciones que ocurren con mucha
lentitud, pero a su vez la curacin de las heridas, la coccin de los
alimentos se da a una mayor rapidez.El anlisis de las velocidades
de las reacciones qumicas proporciona valiosas informaciones
respecto a cmo se realizan estos cambios y que factores influyen en
la rapidez de los mismos.b) Cintica qumicaEs una parte de la qumica
que estudia la velocidad o rapidez con la que se llevan a cabo las
reacciones qumicas, los factores que las alteran y el mecanismo de
la reaccin.c) Velocidad de reaccin qumicaLa velocidad de una
reaccin qumica es la medida de la rapidez con la que se consumen
los reactantes o se forman los productos. Dicha rapidez nos indica
la variacin de la concentracin de reactantes o productos por unidad
de tiempo.(Formula en el libro)Se expresa: (mol/L) para los gases,
pueden usarse unidades de volumen (L, mL, etc.) o unidades de
presin (atm, mmHg, etc.)La razn por la que una reaccin qumica es
rpida, lenta o muy lenta, depende de diversos factores y entre los
ms importantes consideramos los siguientes:a) La naturaleza de los
reactantes.Usted habr notado que una pieza metlica de hierro se
oxida con relativa facilidad segn la ecuacin:(Formula en el
libro)En cambio, una pieza metlica de plata se oxida con mucha ms
lentitud, segn(Formula en el libro)A qu se debe esta diferencia de
velocidades?La razn es que el hierro (Fe) es ms reactivo (ms
activo) que la plata, por lo tanto, se oxida ms fcil (pierde
electrones con mayor facilidad.)b) Estado de subdivisin de los
reactantesUn trozo de madera se quema lentamente(Formula en el
libro)La misma madera finamente dividida (aserrn) se quema
rpidamente.(Formula en el libro)Por qu al dividirse ms un slido o
un lquido, la velocidad de reaccin aumenta?Al dividirse en mayor
grado un slido, o un lquido, el nmero de sus partculas que van a
estar en contacto o interaccin con las partculas de los dems
reactantes se incrementa, razn por la cual la velocidad de la
reaccin aumentac) Temperatura del sistema qumicoSabemos que
nuestros alimentos se componen ms fcilmente en poca de verano que
en invierno debido a que en verano la temperatura vara entre 24
30C, mientras que en invierno vara entre 12 18C, es decir, a mayor
temperatura, es mayor la velocidad de descomposicin de los
alimentos.Cmo se explica tericamente la influencia directa de la
temperatura en la velocidad de reaccin?Segn la teora de colisiones,
incrementarse la temperatura aumenta la energa cintica de las
molculas, por lo tanto habr mayor nmero de molculas con energa
suficiente (Ec>Ea) para realizar el choque eficaz; adems la
frecuencia de colisiones se incrementara. Son estas las razones que
explican la variacin directa entre la temperatura y la velocidad de
la reaccin.d) Presencia de los catalizadoresCiertos agentes qumicos
(sustancias qumicas) que modifican la velocidad de una reaccin
qumica o hace factible una reaccin se llaman catalizadores. El
efecto o fenmeno producido por catalizadores se llama catlisis.
Catlisis homogneaUn catalizador homogneo es aquella sustancia
qumica que interviene en la misma fase (o estado fsico) que las
sustancias reaccionantes. Ejemplo1) La oxidacin de SO2 en SO3 en
una de las etapas de fabricacin del cido sulfrico, H2SO4, es muy
lenta(Formula en el libro)Si aadimos monxido de nitrgeno gaseoso,
NO (g) la reaccin de oxidacin es rpida.(Formula en el libro)El NO
es un catalizador positivo. Adems el NO se encuentra en el mismo
estado fsico que SO2 y O2, por lo que la catlisis es homognea.
Catlisis heterogneaUn catalizador heterogneo est en una fase (o
estado fsico) distinta a los reactantes, comnmente como un slido en
contacto con reactivos gaseosos o con reactivos en una solucin
liquida, debido a ello se les llama tambin catalizador de
contacto.Citemos algunos ejemplos.1) El amoniaco, NH3, es un insumo
qumico de gran importancia industrial que se obtiene por sntesis de
Haber Bosch, a presin (P) y temperatura (T) altas.(Formula en el
libro)2) La reaccin catalizada por hierro metlico es la
siguiente(Formula en el libro)Por qu un catalizador aumenta la
velocidad de una reaccin y un inhibidor la disminuye?En catlisis
homognea, el catalizador positivo disminuye la energa de activacin
y modifica el mecanismo de reaccin por otro con menor energa de
activacin. El inhibidor aumenta la energa de activacin y bloquea
una de las etapas de la reaccin.(Imagen en el libro)En catlisis
heterognea, el catalizador tambin disminuye la energa de activacin,
por lo tanto la velocidad se incrementa. El fenmeno cataltico se
efecta en dos pasos: AdsorcinConsiste en la adherencia de partculas
de los reactivos (tomos, iones o molculas) en la superficie del
slido, en ciertas zonas llamadas zonas activas, donde las partculas
aumentan su energa potencial, convirtindose ms activas o ms
reactivas debido a un reordenamiento de los electrones de valencia.
DesorcinConsiste en la salida de las molculas del producto de la
superficie del slido, por ello las zonas activas quedan libres para
ser usadas nuevamente.Veamos un ejemplo para la siguiente reaccin
cataltica.(Formula en el libro e imagen tambin)3) ProcedimientoI)
Naturaleza de los reactantesa) Poner en 3 tubos 2 ml de H2SO4 3M, 2
ml de HCl 6M y 2 ml de HNO3 2M respectivamente. b) Aadir a cada
tubo magnesio metlico, observar las velocidades y anotar los datos.
c) Poner 2 ml de HNO3 6M en 3 tubos. Aadir Zn, Pb, y Cu
respectivamente.
II) Temperatura del sistema qumicoa) Para la reaccin entre el
cido Oxlico, y el KMnO4 la reaccin puede medirse registrando el
tiempo requerido para que la solucin de KMnO4 pierda su
color.Copiar formula qumica del cuadernob) Poner en un tubo 2 ml de
H2C2O4 (cido oxlico) 0,3M , 1 ml de H2SO4 3M y 2 ml de H2Oc)
En un segundo tubo poner 1 ml de KMnO4
d) Vierta la solucin del primer tubo sobre la solucin del
segundo tubo y anotar el tiempo de inicio de la reaccin y la
temperatura, dejar en reposo registrando el tiempo mientras va
cambiando el color del KMnO4. e) Repetir la experiencia anterior
pero con las soluciones aproximadamente a 40C. colocando los tubos
en bao mara f) Repetir la misma experiencia a 80C, registra los
datos, y realizar una versus entre el tiempo Vs temperatura.
4) Resultados5) Explicacin de resultados6) Conclusiones La
velocidad de una reaccin depende de las propiedades especficas o
inherentes de los reactivos, a mayor reactividad qumica, mayor ser
la velocidad de la reaccin. Los slidos o lquidos al dividirse
finamente aumentan la superficie de contacto con os dems reactivos
y reaccionan ms rpidamente, es decir, a mayor grado de divisin o
mayor superficie de contacto, es mayor la velocidad de reaccin. Las
catlisis homogneas reaccionan ms rpido que una catlisis heterognea
pues la combinacin de elementos es ms rpida.7) Bibliografa
BibliografaEditores, A. F. (2010). Quimica, Analisis de Principios
y Aplicaciones Tomo II. lima: Lumbreras.
