Practica 3 1h11x

ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE OXIDACIÓN DEL ION YODURO CON PERÓXIDO DE HIDROGENO (MEDIO ACIDO) 1. INTRODUCCIÓN El peróxido de hidrógeno es un poderoso agente oxidante que posee un elevado potencial estándar positivo: H2O2 + 2H+ + 2e- ↔2H2O También actúa como agente reductor frente a sustancias de poder oxidante superior mediante la ecuación H2O2 ↔ 2 H+ + O2 + 2eEn esta práctica investigaremos la cinética de la reacción de oxidación del ión yoduro por el peróxido de hidrógeno: H2O2 + 2I- + H+à I2 + 2H2O La velocidad de una reacción es función de la concentración de los reactivos, la temperatura y la presencia de un catalizador. Velocidad = (r) = k[H2O2]α [I-]β [H+]δ Como se muestra en la expresión la velocidad de reacción se expresa como velocidad de cambio de concentración de los reactivos. En nuestro caso, la velocidad de reacción puede expresarse en función del cambio de concentración de peróxido de hidrógeno: Velocidad =( - r H2O2) = d[H2O2] /dt = k[H2O2]α [I-]β Donde:

K = constante de velocidad, (la unidad es M/s) α= orden de reacción con respecto a la concentración de peróxido de hidrógeno β = orden de reacción con respecto a la concentración del ión yoduro

Reacción:

2 HI + H 2 O2 → I 2+ 2 H 2 O A + B→ C+ D Influencia de la fuerza iónica sobre la velocidad de reacciones iónicas. Las reacciones que se llevan a cabo en la práctica son las siguientes:

KI + H 2 S O 4 → HI + KS O4

2 HI + H 2 O2 → I 2+ 2 H 2 O 4−¿ −¿+ S 4 O¿6 2−¿ →+2 I ¿ I 2 +2 S 2 O¿3 2. OBJETIVOS. 2.1 OBJETIVO GENERAL  Determinar el orden de reacción con respecto al ioduro de potasio en la reacción de



oxidación del ioduro de potasio con peróxido de hidrogeno catalizado por acido sulfúrico. 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar la energía de activación de la reacción de oxidación del ioduro de potasio con peróxido de hidrogeno.



Determinar los parámetros de dicha cinética, a partir de un conjunto de datos de velocidad de reacción en función del tiempo obtenido en laboratorio.

3. MATERIALES Y REACTIVOS. 3.1 Materiales. 

3 matraces Erlenmeyer de 120 ml



1 pipeta de 10 ml



Cronometro



Termómetro



1 bureta de 50 ml.



1 vaso precipitado de 100 ml



Varilla



1 balde de agua.

3.2 Reactivos 

1 ml de acido sulfúrico concentrado.



0.4 g de Tiosulfato de Sodio.



0.5 g de almidón



0.2 g de Ioduro de Potasio.



0.10 ml de Peroxido de Hidrogeno.



Preparar las siguientes soluciones.

4. METODOLOGIA 4.1 Soluciones a preparar    

50 ml de peróxido de hidrogeno (0.6 %). 3 ml de una solucion de H2SO4 6.13 M. 200 ml de una solución de Na2S2O3 (Tiosulfato de Sodio), 0,01 N. 50 ml de una solución de Almidon 1 % (p/p).

4.2 Procedimiento experimental. 

Disolver 0.1 g de KI con 15 ml de agua destilada en un matraz Erlenmeyer de 120 ml,



luego agregar 1.5 ml de acido sulfúrico 6,13 M luego aforar a 25 ml. Colocar en un matraz Erlenmeyer la solución de 25 ml de Peroxido de Hidrogeno (5 ml de



H2O2 (3%) y diluir hasta 25 ml). Poner en un baño de agua con hielo las dos soluciones arriba preparadas y enfriar hasta



10oC. Mientras se van enfriando, preparar una solución de Na 2S2O3 (Tiosulfato de Sodio), 0,01 N

 

(pesar 0.2480 g y enrazar a 100ml). Llenar la bureta con la solución de Tiosulfato preparada. Una vez que se haya alcanzado la temperatura de 10 oC en las soluciones de peróxido de hidrogeno y Ioduro de Potasio acidulado desvasar la solución de Ioduro sobre la solución de



peróxido y poner a correr el cronometro. Tomar una alícuota de 3 ml de la mezcla reaccionante (tomar el tiempo), y desvasar a un matraz Erlenmeyer y empezar a titular con Na 2S2O3 hasta que desaparesca el color café luego añadir una gota de Tiosulfato y titular hasta que el color azul desaparezca, anotar el



volumen de Tiosulfato consumido. Proceder de la misma forma hasta que se hayan tomados aproximadamente 10 alícuotas de



10 ml. Realizar el mismo procedimiento, pero en esta ocasión se deberá trabajar a una temperatura



de 5oC. Los datos obtenidos se muestran en la tabla 1.1 (para una temperatura de 10 oC) y en la tabla 1.2 (para una temperatura de5oC).



5. RESULTADOS. La tabla 5.1 muestra los resultados para una temperatura de 10 oC. Temperatura de Operación 10oC. Volumen

Volumen

Tiempo

de Alicuota

(seg)

de

Moles de

Moles

Concentracion

Concentracion

45

Na2S2O3 2,5

Na2S2O3 0,0125

de I2 0,00625 0,01032

de I2 0,00208333

de KI 0,00391667

3 159 4,13 0,02065 5 0,00344167 3 223 4,9 0,0245 0,01225 0,00408333 3 303 5 0,025 0,0125 0,00416667 3 359 5,3 0,0265 0,01325 0,00441667 3 408 5,4 0,027 0,0135 0,0045 3 465 5,8 0,029 0,0145 0,00483333 3 545 5,9 0,0295 0,01475 0,00491667 3 632 6 0,03 0,015 0,005 3 685 6,4 0,032 0,016 0,00533333 Tabla 5.1: datos de concentración de ioduro para una temperatura de 10oC.

0,00255833 0,00191667 0,00183333 0,00158333 0,0015 0,00116667 0,00108333 0,001 0,00066667

(mL) 3

Evaluando parámetros por el método integral: Para un orden de reacción 1: K= 0,00316 y una correlación de los datos de 0,92 Para un orden de reacción 2: K= 1,626 y una correlación de datos de 0,95.

La tabla 5.2 muestra los resultados para una temperatura de 5 oC. Temperatura de operación de 5oC. Volumen Volumen de

Tiempo

de

Moles de

Moles de

Concentracion

Alicuota (seg) Na2S2O3 Na2S2O3 I2 de I2 3 32 1,7 0,0085 0,00425 0,00141667 3 75 1,9 0,0095 0,00475 0,00158333 3 98 2,3 0,0115 0,00575 0,00191667 3 121 2,6 0,013 0,0065 0,00216667 3 154 2,7 0,0135 0,00675 0,00225 3 185 2,8 0,014 0,007 0,00233333 3 203 3,1 0,0155 0,00775 0,00258333 3 239 3,4 0,017 0,0085 0,00283333 3 276 3,5 0,0175 0,00875 0,00291667 3 305 3,8 0,019 0,0095 0,00316667 3 342 3,9 0,0195 0,00975 0,00325 3 371 4 0,02 0,01 0,00333333 3 404 4,1 0,0205 0,01025 0,00341667 3 450 4,3 0,0215 0,01075 0,00358333 3 485 4,6 0,023 0,0115 0,00383333 3 601 5 0,025 0,0125 0,00416667 Tabla 5.1: datos de concentración de ioduro para una temperatura de 5oC.

Concentracion de KI 0,0045833 0,0044167 0,0040833 0,0038333 0,0037500 0,0036667 0,0034167 0,0031667 0,0030833 0,0028333 0,0027500 0,0026667 0,0025833 0,0024167 0,0021667 0,0018333

Evaluando parámetros por el método integral: Para un orden de reacción 1: K= 0,0021 y una correlación de los datos de 0,87 Para un orden de reacción 2: K= 0,604 y una correlación de datos de 0,97

Calculando la energía de activación. La energía de activación se calcula a partir de la ecuación 5.1 y tomando las constantes de velocidad para una reacción de segundo orden

lnk = lnA -

E  1   R  T 

J    mol

E = 129550,4 

6. CONCLUSIÓN. 

El orden con respecto al ioduro es 2



La energía de activación es de 129550,4 J/mol