DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO Grupo: 5 Equipo: 3 Fecha: 7/11/2011Nombre(s): Arizmendi Chávez Nancy Carmen Domínguez Alfaro Jessica Lizeth Garzón Bonetti Daniela Monroy Galván Silvia Sofía I. OBJETIVO GENERAL Analizar el efecto que tiene la adición de un catalizador sobre la rapidez de una reacción II. OBJETIVOS PARTICULARES a. Aplicar el método integral para evaluar las constantes de rapidez de reacción a diferentes concentraciones de catalizador. b. Seleccionar la técnica analítica adecuada para seguir el avance de la reacción. c. Determinar el orden de reacción respecto al sustrato y al catalizador III. PROBLEMA Determinar la ecuación de rapidez de reacción para una reacción catalítica A5. DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS 1. Condiciones de trabajo: Temperatura: 21ºC Presión ambiental: 585mmHg 2. Algoritmo de cálculo. a. Volúmenes de gas desprendidos a diferentes tiempos en particular el volumen máximo desprendido (Vmáx). Registrar los datos en la tabla 1. A6. ELABORACIÓN DE GRÁFICOS 1. Trazar las gráficas de ( Vmáx − Vt) vs. t, Ln (Vmáx − Vt) vs. t y 1/ (Vmáx − Vt) vs. t para cada volumen empleado de catalizador. 5 ml de peróxido de hidrógeno + 2 ml de catalizador Tiem po (min) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 Volume n obtenid o 7 7,1 7,2 7,5 7,7 7,9 8,1 8,3 8,3 8,3 8,6 8,8 9,1 9,1 9,4 9,6 9,7 9,8 10 10,2 10,3 10,5 10,6 10,9 11 11,1 Vtotal = V oxigeno (ml) 2,6 2,7 2,8 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9 3,9 3,9 4,2 4,4 4,7 4,7 5 5,2 5,3 5,4 5,6 5,8 5,9 6,1 6,2 6,5 6,6 6,7 Vmax Vtotal 8,6 8,5 8,4 8,1 7,9 7,7 7,5 7,3 7,3 7,3 7 6,8 6,5 6,5 6,2 6 5,9 5,8 5,6 5,4 5,3 5,1 5 4,7 4,6 4,5 Ln(Vmax Vtotal) 2,151762203 2,140066163 2,128231706 2,091864062 2,066862759 2,041220329 2,014903021 1,987874348 1,987874348 1,987874348 1,945910149 1,916922612 1,871802177 1,871802177 1,824549292 1,791759469 1,774952351 1,757857918 1,722766598 1,686398954 1,667706821 1,62924054 1,609437912 1,547562509 1,526056303 1,504077397 1/(Vmax Vtotal) 0,11627907 0,117647059 0,119047619 0,12345679 0,126582278 0,12987013 0,133333333 0,136986301 0,136986301 0,136986301 0,142857143 0,147058824 0,153846154 0,153846154 0,161290323 0,166666667 0,169491525 0,172413793 0,178571429 0,185185185 0,188679245 0,196078431 0,2 0,212765957 0,217391304 0,222222222 13,5 11,2 6,8 4,4 1,481604541 0,227272727 5 ml de peróxido de hidrógeno + 5 ml de catalizador Tiemp o (min) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 Volume n obtenid o 10,1 10,3 10,6 11 11,4 11,6 11,9 12,3 12,6 13 13,5 13,7 13,9 14 14,1 14,5 14,9 15 15,4 15,6 16 Vtotal = V oxigeno (ml) 5,4 5,6 5,9 6,3 6,7 6,9 7,2 7,6 7,9 8,3 8,8 9 9,2 9,3 9,4 9,8 10,2 10,3 10,7 10,9 11,3 Vmax Vtotal 10,8 10,6 10,3 9,9 9,5 9,3 9 8,6 8,3 7,9 7,4 7,2 7 6,9 6,8 6,4 6 5,9 5,5 5,3 4,9 ln(Vmax Vtotal) 2,379546134 2,360854001 2,332143895 2,292534757 2,251291799 2,2300144 2,197224577 2,151762203 2,116255515 2,066862759 2,00148 1,974081026 1,945910149 1,931521412 1,916922612 1,85629799 1,791759469 1,774952351 1,704748092 1,667706821 1,589235205 1/(Vmax Vtotal) 0,092592593 0,094339623 0,097087379 0,101010101 0,105263158 0,107526882 0,111111111 0,11627907 0,120481928 0,126582278 0,135135135 0,138888889 0,142857143 0,144927536 0,147058824 0,15625 0,166666667 0,169491525 0,181818182 0,188679245 0,204081633 11 11,5 16,1 16,2 11,4 11,5 4,8 4,7 1,568615918 1,547562509 0,208333333 0,212765957 Tabla 2. Resumen de resultados obtenidos de las gráficas de acuerdo al orden de reacción obtenido. Corrida 1 2 Cat (ml) 2 5 k 0.3319 0.5749 [Catalizad or] 0.002857 0.005 ln k -1.10292156 -0.553559166 ln [Cat] -5.857983156 -5.298317367 2. Trazar la gráfica de Ln k vs. Ln [Cat] con los datos de la tabla 2. 3. A7. ANÁLISIS DE RESULTADOS 1. ¿Del conjunto de gráficas para cada volumen de catalizador utilizado, cuál de ellas se aproxima más a una recta y cual es su coeficiente de correlación? Para 2 mL de catalizador, la gráfica que más se asemeja a una recta es la de (Vmax - Vtotal) vs t con un coeficiente de correlación de 0.99637. Para la reacción con 5 mL de catalizador la gráfica de (Vmax - Vtotal) vs t tiene un coeficiente de correlación de 0.9956 2. ¿Cuál es el orden de la reacción? Es de orden cero. 3. ¿Cual es la constante aparente kap de rapidez de la reacción para cada volumen de catalizador? Para la reacción con 2 mL de catalizador se tiene una Kap de 0.3319 y para 5 mL de catalizador, se tiene una Kap de 0.5749 4. ¿Cuáles son las unidades de la constante de rapidez aparente? min mL-1 5. ¿Qué forma tiene la gráfica de Ln k vs. Ln [Cat]?, ¿Qué significado tiene la pendiente de ésta gráfica? ¿Qué significado tiene la ordenada al origen? Tiene forma de la gráfica de la línea recta. la pendiente es orden de reaccion del catalizador y la ordenada al origen el valor de ln de la constante con el catalizador A8. CONCLUSIONES. Comprobamos que efecto de un catalizador sobre la reacción no influye en el orden de la misma ya que al analizar las gráficas observamos que las que tiene un coeficiente de correlación más cercano a 1 en ambas reacciones son las de orden cero. Entonces afirmamos que una pequeña cantidad de catalizador no participa en la reacción sino que (en este caso) aumenta la velocidad de la reacción y al aumentar la cantidad de catalizador agregado, la constante de equilibrio aumenta mostrando un favorecimiento en la generación de productos. A.9. MANEJO DE RESIDUOS DICROMATO DE POTASIO Acidular la disolución o suspensión que contiene a este compuesto con ácido sulfúrico diluido hasta pH 2. Agregar lentamente una disolución al 50 % de bisulfito de sodio, un aumento de temperatura indica que la reacción de reducción se está llevando a cabo. Si esto no sucediera, agregar mas ácido cuidadosamente. Posteriormente, ajustar el pH a 7 y agregar una disolución de sulfuros para precipitar el sulfuro de cromo, el cual se mandará a confinamiento. A la disolución resultante se le elimina el exceso de sulfuros (con disolución de NaOCl), se filtra, se neutraliza y se desecha al drenaje. PERÓXIDO DE HIDROGENO Los restos de producto químico deberían eliminarse por incineración o mediante cualquier otro medio de acuerdo a la legislación local. No verter en ningún sistema de cloacas, sobre el piso o extensión de agua. YODURO DE POTASIO Lo que no pueda salvarse para recuperar o reciclar debe manejarse en forma apropiada y aprobada la instalación de eliminación de residuos. El procesamiento, utilización o contaminación de este producto puede cambiar las opciones de gestión de residuos. Las regulaciones de eliminación local pueden diferir de las regulaciones nacionales de desecho. Deseche el envase y el contenido no utilizado de acuerdo con las reglamentaciones de las autoridades locales y nacionales. A10. BIBLIOGRAFÍA. Keith J. Laidler y John H. Meiser, (1997) Fisicoquímica, CECSA 1ª Ed. Jerry Bell et al, (2005) Química. Un proyecto de la ACS, Editorial Reverté. S. A. Peter Atkins, Julio de Paula., (2004) Physical Chemistry, Oxford University Press. 2ª impresión. India.