Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química Área de Fisicoquímica Laboratorio de Fisicoquímica2 Sección “A”Ing. William Fagiani “Pre-reporte Práctica No. 8” Laboratorio de Fisicoquímica 2 Grupo No. 4 Nombre Clara Sofía Motta Rodríguez Gilberto Antonio Mazariegos Mejía Carlos Guillermo López Barillas Silvia Noemí Hernández Tecún Cristian Obeldo Méndez Dardón Carné 2011-14509 2009-15350 2009-15211 2010-10600 2010-20826 Guatemala Primer Semestre 2014 2 el método de espectrofotometría permite obtener los datos necesarios para la deducción. Se preparará una solución de azul de metileno con la que se trabajaran las disoluciones de ácido ascórbico a diferentes concentraciones y medir su transmitancia en el espectrofotómetro.Justificación Para el análisis de la cinética de la reacción del ácido ascórbico con el azul de metileno. análisis y cálculo de las variables para ilustrar las reacciones. (C C ) El orden de la reacción se define como el cambio del logaritmo natural con respecto el logaritmo natural de la concentración de las soluciones de ácido ascórbico. Las velocidades iniciales de reacción se determinarán con el cambio de las concentraciones con respecto al tiempo. ( ) (C ) Por definición de la linealización ecuación de Arhenius del logaritmo natural de la constante K en función de la temperatura inversa en Kelvin nos resulta en la Energía de activación de la reacción de ácido ascórbico en la solución de Azul de Metilo. 3 . Las soluciones con sus respectivas concentraciones iniciales de ácido ascórbico se trabajarán en una gráfica que luego de linealizar encontraran las concentraciones finales para determinar su velocidad media inicial de reacción. 4 . Observar y analizar las velocidades iniciales de reacción en función de las concentraciones iniciales de ácido ascórbico. Por último analizar e identificar las posibles fuentes de error en la práctica con la finalizar de interpretarlos y reducirlos.15 grados kelvin. 2. Observar el comportamiento del orden parcial del ácido ascórbico con respecto a la temperatura. Determinar y analizar el comportamiento de la constante de la reacción con respecto a la temperatura. observar y analizar el comportamiento del orden parcial del ácido ascórbico con respecto a la temperatura. 3. 7. Específicos 1. Analizar e identificar las fuentes de error en la práctica para reducir su efecto en la misma. 5 . 4.Objetivos General Por medio del análisis espectrofotométricos observar y analizar las velocidades iniciales de reacción en función de las concentraciones iniciales de ácido ascórbico en las soluciones para determinar el orden global de la reacción de ácido ascórbico. Determinar la ley de velocidad de la reacción de azul de metileno por medio de las concentraciones de la muestra. trabajando a condiciones de 1 atmósfera de presión y 298. 5. Determinar e interpretar la energía de activación del ácido ascórbico. Determinar el orden global de la reacción de ácido ascórbico. seguidamente con la ayuda de las concentraciones de la muestra determinar la ley de velocidad de la reacción de azul de metileno para determinar y analizar el comportamiento de la constante de la reacción con respecto a la temperatura y por ultimo determinar e interpretar la energía de activación de la reacción de ácido ascórbico. 6. 6 . 4. 6. la constante de reacción depende considerablemente de la temperatura en la que la reacción se lleve a cabo. 5. El orden global obtenido del ácido ascórbico desde ser aproximado a un valor teórico de 3.Hipotesis Hipótesis Conceptual El método de análisis óptico (espectrofotometría) se puede utilizar para obtener distintos datos de concentración de la sustancia que se desea analizar. esta es llevado a cabo desde el inicio por la energía de activación la cual es la energía necesaria para iniciar dicha reacción entre los componentes sé que estén llevando a cabo. el orden de la reacción está caracterizada por el comportamiento de la reacción durante los primeros instantes así como la variación de la concentración al transcurrir periodos de tiempo. Los órdenes parciales del ácido ascórbico deben presentar una variación a media que la reacción se lleve a cabo en intervalos de temperatura definidos con un aumento aproximado entre el 6 y 8 %. 2. 1. De acuerdo a la ecuación de energía de activación. Se debe por observar las velocidades de reacción iniciales de los compuestos en los primeros instantes de la reacción en un t=0. 7 . por lo que se espera un cambio en la constante de reacción proporcional a la temperatura. La ley de velocidad de los compuestos en una reacción está en función de sus concentración en un intervalo de tiempo así como el tipo de orden de la reacción. En cuanto al análisis de la energía de activación del ácido ascórbico su valor puede variar en función de la temperatura o el medio en que se lleve a cabo la reacción como lo sería un cambio de presión. se debe poder determinar dicha ley con un serie de datos de concentración en función del tiempo para poder aplicar el método diferencial o el método de integral para el cálculo. para una cinética de reacción las concentraciones son proporcionales a la absorbancia medida.1 3. suponiendo una significancia del 5%: el valor sebe ser aproximado a las medidas más pequeñas en base a los instrumentos de medición a utilizar dentro de la práctica. Incertidumbre de confianza y varianzas esperadas por Hipótesisnula: H0 (Hipótesis Nula): H1 (Hipótesis Alterna): 8 .Hipótesis Estadística Los parámetros establecidos para la hipótesis nula en base al procedimiento experimental para mostrar el efecto de las variables manipulables con las variables de medición o las variables a determinar. 08 Intervalo de Varianza 0.57 ↔1.88 4.157 Valor promedi o 100mL 24.08mL ±0.02 0.99g 500mL 250mL 100mL 50mL 5mL 120s 24.01 0.99 ↔50.05g ±0. Variable manipulable Masa (Kg) Volumen (mL) Volumen (mL) Volumen (mL) Volumen (mL) Volumen (mL) Tiempo (s) Temperatura (C°) Valor promedio esperado 3.1 ↔500.12mL ±0.8C° 250mL 5mL 500mL 3.89 ↔1.01 0.01mL ±0.94 ↔4.12 ↔5.35 ↔3.99g 50mL 120s 3. 9 .01s ±0.2C° Número de repeticiones 3 3 3 3 3 3 3 3 Fuente: Elaboración propia Intervalos de confianza de los distintos instrumentos.0087 0.Tabla I.001 ↔2.9 499.016 0.84 24.92 ↔100.01 119.16 ↔25 ↔250.78 ↔0.1mL ±0. Instrume nto Balón (100mL) Termómet ro (200C°) Balón (250mL) Pipeta serológica (5mL) Balón (500mL) Balanza analítica Balón (50mL) Cronometr o Parámetros para establecer la incertidumbre de confianza.8C° Error (Incerteza del instrumento) ±0.013 0.15 ↔1. Instrumento de medición Balanza analítica Balón (500mL) Balón (250mL) Balón (100mL) Balón (50mL) Pipeta serológica (5mL) Cronometro Termómetro (200C°) Tabla II.005 0.001 ↔0.09 49.99 ↔120.2629 ↔0.15 Fuente: Muestra de cálculo de hipótesis nula.16mL ±0.6 249. Varianza esperada Intervalo de incertidumbre 99. 10 . Algoritmo Experimental 11 . 12 . 2 Ref. C α 𝑉mA𝐾 C B Ec.2 1 0. No.5 Ln(Ca) 1 Ln(v) Vs Ln(Ca) Ln (V) Ln (Ca) Ln ( V) m 1. Inicio A.4 0.2 Figura No.Diagrama de Metodología de Cálculo.5 Software: Excel A B 13 .6 0.8 0. 2 1.2 0 0 0. Ca Software: Excel Determinación de Velocidad Inicial (Vo) 𝑉 𝑜 (C C ) Cao A Determinación de Concentración Final (Caf). 3 Ln (k1)=-(Ea/R)*(1/T) -(Ea/R)=m Ea=-m*R Fin 14 . 2 Ln (V)=αLn(Ca)+LnK Determinación de Orden y Constante Cinética de la Reacción α k=𝑒 𝐾𝑜 m=- Software: Excel Linealización de la Figura No. 3 Linealización de la Figura No.A B Efecto de la Temperatura E 𝐾1 𝑄𝑒( ) RT Ec. 3 Ref. 15 .Tabla III. Temperatura Constante pre-exponencial. Tiempo Concentración Inicial Concentración Final Absorbencia Velocidad de Reacción Velocidad Inicial de Reacción Orden de la Reacción Constante Cinética Constante Cinética Efecto de la Temperatura Energía de Activación Constante de los gases. Símbolo t Cao Caf A V Vo α K K1 Ea R T Q Variables y Unidades Significado Unidad s mol/L mol/L ---------mol/L*s mol/L*s ---------------------------J/mol KJ/Kmol*k K ---------Fuente: Elaboración propia. 16 . 1 4.UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA: ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA ÁREA DE FISICOQUÍMICA SECCIÓN: 2 A PRE-REPORTE DATOS DE LA PRÁCTICA CÓDIGO: NÚMERO: TEMA DE LA PRÁCTICA: FECHA: 3 ácido 7 3 14 “Cinética de reacción azul de metilenoascórbico “ ENTREGA (LFQ) FECHA DE ENTREGA: HORA DE ENTREGA: 7 3 14 1 SELLO: OBSERVACIONES: REVISIÓN (LFQ) CATEDRÁTICO FECHA DE REVISIÓN: INSTRUCTOR FIRMA: CALIFICACIÓN: GRUPO # CARNÉ NOMBRE 4 4.3 4.4 4.2 4.5 2011-14509 2009-15350 2009-15211 2010-10660 2010-20826 Clara Sofia Motta Rodriguez Gilberto Antonio Mazariegos Mejía Carlos Guillermo López Silvia Noemí Hernández Cristian ObeldoMendezDardón 17 . 18 . Nombre de la práctica “Cinética de reacción: azul de metileno-ácido ascórbico” HOJA DE CÁLCULO DE REACTIVOS GRUPO # CARNÉ NOMBRE COORDINADOR 4 4.1 Cálculo del volumen de ácido sulfúrico a utilizar: No.2 4.3 Cálculo de los gramos de azul de metileno a utilizar: 1 1 1 1 1 1 1 1 Firma página de Sello 19 .1 4.3 4.2 Cálculo de los gramos de azul de metileno a utilizar: 1 1 1 1 1 1 1 1 No.5 2011-14509 2009-15350 2009-15211 2010-10660 2010-20826 Clara Sofia Motta Rodriguez Gilberto Antonio Mazariegos Mejía Carlos Guillermo López Silvia Noemí Hernández Cristian ObeldoMendezDardón X No.4 4.UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA ÁREA DE FISICOQUÍMICA Laboratorio de Fisicoquímica 2 Sección: Fecha 6 03 14 2 B X N X X 3 A Semana Práctica No. 20 . Nombre de la práctica 3 “Cinética de reacción: azul de metileno-ácido ascórbico” HOJA DE CÁLCULO DE REACTIVOS 8 GRUPO # CARNÉ NOMBRE COORDINADOR 4 4.1 4. Transmitancia inicial de la solución de azul de metileno a diferentes temperaturas Solución Azul de metileno (5x10-4M) Fuente: Elaboración propia Transmitancia inicial Temperatura (°C) 25 37 52 Firma página de Sello 21 .4 4.5 2011-14509 2009-15350 2009-15211 2010-10660 2010-20826 Clara Sofia Motta Rodriguez Gilberto Antonio Mazariegos Mejía Carlos Guillermo López Silvia Noemí Hernández Cristian ObeldoMendezDardón X Tabla IV.3 4.2 4.UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA ÁREA DE FISICOQUÍMICA Laboratorio de Fisicoquímica 1 Sección: Fecha 6 03 14 2 B X N X A Semana Práctica No. de mezcla 1 2 3 4 5 T1 T2 T3 T (promedio) Fuente: Elaboración propia Tabla VII.Tabla V. Transmitancia de la mezcla de azul de metileno con ácido ascórbico a 52°C No. de mezcla 1 2 3 4 5 T1 T2 T3 T (promedio) Fuente: Elaboración propia Firma página de Sello 22 . Transmitancia de la mezcla de azul de metileno con ácido ascórbico a 37°C No. de mezcla 1 2 3 4 5 T1 T2 T3 T (promedio) Fuente: Elaboración propia Tabla VI. Transmitancia de la mezcla de azul de metileno con ácido ascórbico a 25°C No. Tabla VIII. Instrumento Incerteza de los instrumentos utilizados Incerteza Fuente: Elaboración propia Tabla IX. Observaciones Cualitativas Observaciones Cualitativas 1 2 3 Fuente: Elaboración propia Firma página de Sello 23 . No. 24 . UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA ÁREA DE FISICOQUÍMICA Laboratorio de Fisicoquímica 1 Sección Fecha 2 B X N X A 7 3 14 Semana Práctica N 3 Nombre de la práctica “Cinética de reacción: azul de metileno-ácido ascórbico” NOMBRE COORDINADOR GRUPO # CARNÉ 4 4.1 4.5 2011-14509 2009-15350 2009-15211 2010-10660 2010-20826 Clara Sofia Motta Rodriguez Gilberto Antonio Mazariegos Mejía Carlos Guillermo López Silvia Noemí Hernández Cristian ObeldoMendezDardón Cristalería y Equipo Descripción Balón aforado (500mL) Balón aforado (250mL) Balón aforado (100mL) Beacker (600mL) Beacker (200mL) Beacker (100mL) Beacker (50mL) Balón aforado (50mL) Pipeta Serológica (5mL) Cronometro Termómetro (200C°) Plancha Vidrios de Reloj Celda espectrofotométrica Revisión 1 X Cantidad Propuesta Real 2 1 1 1 1 1 8 5 3 1 1 1 4 1 Revisión 2 Firma página de Sello 25 .4 4.2 4.3 4. 26 . Novena Edición. 2004. “Química: La Ciencia Central”. (Traductor). 2. Roberto (Traductor). Theodore L. Don W.Bibliografía 1. México: Pearson Education.M. “Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química”.C. 1997. “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook” Green. SMITH. Seventh Edition. Urbina Medal Edmundo G. Págs. En Cap. 27 . LEVINE. 1996. Chapter 4 Thermodynamics. Robert H. VAN NESS H. Quinta Edición. Ira N. PERRY. 13 y 14 3. México: McGraw-Hill. 485-500. Quinta Edición. 4. “Fisicoquímica” Gonzáles Ureña. 2004. Escalona y García. United States Of America: McGraw-Hill. Escalona y García.. España: McGraw-Hill. Héctor (Traductor). BROWN. Ángel (Traductor). (Editor). J.
Report "Pre-reporte Práctica No. 8 Cinética de la reacción de azul de metileno ácido ascórbico"