Universidad Nacional Autnoma de Mxico.

Facultad de Estudios Superiores Cuautitln.

Laboratorio de Cintica Qumica y Catlisis.Informe Experimental #3Cintica de reaccin entre fenolftalena e hidrxido de sodio.

Profesora: Alejandra Rodrguez Pozos.Integrantes del equipo:Arias Bardales Oscar DanielHernndez Jimnez Jessica LilianaOaxaca Beltrn Magda Karina Lpez Garca Jos Arturo.Grupo: 2601-B

INTRODUCCIN

La fenolftalena es un indicador que a pH bsico se decolara con una rapidez fcilmente medible. La fenolftalena presenta un mximo de absorbancia a 470 nm, por lo tanto el avance de la reaccin se determina tomando la lectura de absorbancia en funcin del tiempo, asumiendo que se est trabajando en concentraciones tan diluidas que se sigue la ley de Beer-Lambert. Este mtodo tiene la ventaja de ser directo y rpido.En este experimento se estudia la reaccin entre Fenolftalena (F) e hidrxido de sodio. La fenolftalena a pH < 0, es color naranja, entre 0-8.2 se encuentra en forma de lactona y es incolora, entre 8.2-12 se forma una fenolftalena mono sdica (FNa) de color rosa, a pH mayores de 12 reacciona con otra molcula de hidrxido de sodio para formar una fenolftalena di sdica (FNa2) con una coloracin roja, la cual reacciona lentamente con otro molcula de hidrxido de sodio para formar una fenolftalena tri sdica (FNa3) incolora.El tiempo de vida media de una reaccin se define como el tiempo en que reacciona la mitad de la concentracin inicial, este mtodo consiste en trazar grficos del reactante que se est consumiendo en funcin del tiempo y a partir de este, determinar grficamente el tiempo de vida media, a diversas concentraciones. Posteriormente, comparar los resultados con la tabla 3.2 y/o utilizar las ecuaciones para orden n.

OBJETIVOS

Estudiar la cintica de la decoloracin de la fenolftalena Determinar el grado de avance de reaccin por medicin espectrofotomtrica Establecer el orden de reaccin respecto a la fenolftalena a partir de tiempo de vida media. Calcular el orden de reaccin respecto a la fenolftalena utilizando directamente la absorbancia. Determinar el orden de reaccin respecto al hidrxido de sodio a partir de la constante de rapidez especifica de pseudo orden.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Cintica de reaccin entre Fenolftalena e hidrxido de sodio

Etiquete cuatro vasos de precipitados de 10 mL como I-IV, agregar a cada uno de ellos los volmenes de hidrxido de sodio y cloruro de sodio indicadas en la Tabla.

Tabla Volmenes presentes en el sistema

Coloque al sistema I, una barra de agitacin magntica y agitar, adicione rpidamente a la mezcla del sistema I, 0.05 mL de fenolftalena (la reaccin inicia en cuanto se hace la mezcla, por tanto accionar el cronometro), agite dos segundos y vace en la celda del espectrofotmetro.

Mida las absorbancias de la reaccin a 460 nm cada 10 s durante 300 s, a partir de 10 segundos

Tome la lectura de temperatura de la mezcla de reaccin.Repita el procedimiento para los sistemas II, III y IV.

RESULTADOSLos resultados obtenidos gracias al espectrofotmetro fueron las siguientes para cada sistema y a los tiempos en segundos:

Tiempo (s)IIIIIIIV

100.9540.9450.921

200.9280.90.910.892

300.8830.8510.8720.86

400.8490.8110.8390.832

500.8050.7730.8090.808

600.7790.7380.7810.783

700.7380.710.7560.761

800.7110.6850.7350.744

900.690.6630.7140.726

1000.670.6430.6970.709

1100.6540.6260.6810.696

1200.6420.6130.6660.681

1300.6280.6010.6530.667

1400.6190.5870.6420.657

1500.6110.5790.6320.648

1600.6030.5710.6240.637

1700.5980.5640.6150.629

1800.5920.5570.6070.622

1900.5870.5510.60.614

2000.5840.5460.5950.607

2100.580.5420.590.602

2200.5780.5380.5850.596

2300.5760.5350.5810.588

2400.5730.5330.5770.584

2500.5710.530.5740.581

2600.5690.5280.5710.577

TRATAMIENTO Y ANALISIS DE RESULTADOS

1. Plantee la ecuacin cintica de reaccin.

Para la reaccin experimental tendremos a la fenolftalena mono sdica (FNa), la cual al reaccionar con otra molcula de hidrxido de sodio forma la fenolftalena di sdica (Fna2), esto quiere decir en un intervalo de ph entre 8.12-y mayores de 12.

La ecuacin cintica corresponde a la siguiente:

Lo que indica que la concentracin de fenolftalena rosada es una funcin de la concentracin de Hidrxido.

2. Trace los grficos de absorbancia en funcin del tiempo de preferencia en hoja de clculo, agregue una lnea de tendencia polinomial, de ordenacin lo ms baja posible, para obtener una ecuacin con una r2 lo ms cercana al valor de uno. A partir de la ecuacin polinomial determine la absorbancia a tiempo cero.

Los diferentes sistemas se ajustaron a una ecuacin polinomial de orden 3. Esto se debe a que en un orden mayor a tres la diferencia en magnitud de r2 era mnima, y en un orden menor a tres la r2 an era lejana a la unidad.SistemaIIIIIIIV

Absorbancia a tiempo 0.1.03651.00390.98720.9552

3. Ajuste los grficos con el dato de absorbancia cero, obtenida en el punto anterior.

4. Para el sistema I, mida directamente en el grfico de absorbancia vs tiempo, el tiempo de vida media a partir de la absorbancia cero. Mida nuevamente el tiempo de vida media a partir de un medio de la absorbancia cero.

Una vez conociendo la absorbancia inicial y final de la reaccin podemos hacer el siguiente clculo:

El valor obtenido representa la absorbancia consumida en la reaccin, relacionando esto con la concentracin podemos decir que es la cantidad de moles que reaccionan en un tiempo determinado. Una vez obtenido el valor es posible determinar la cantidad que se consume cuando la reaccin ha llegado a su punto medio.

El resultado anterior representa la cantidad de moles consumidos a la mitad de la reaccin que al ser restado de la concentracin inicial (absorbancia) representa la cantidad de moles (absorbancia) que an estn presentes en la reaccin.

Al conocer este valor podemos obtener el tiempo en el que la reaccin ha llegado a su punto medio, es decir el tiempo de vida media.

Al observar la grfica obtenemos un tiempo de vida media aproximadamente de 53 segundos.T1/2=53 seg.

Siguiendo el mismo procedimiento se medir el tiempo de vida media a partir de un medio de la absorbancia cero. Con ello se obtiene que la vida media est a una absorbancia de 0.685875 y un t1/2=99 seg.

5. Con base al resultado anterior De qu orden, es la reaccin de decoloracin de la fenolftalena?Con base a los resultados anteriores se elabora la siguiente tabla:

AB

Absorbancia1.03650.80275

t1/2 (seg)5346

Log de abs.0.01556930643-0.09541968576

log t1/21.724275871.6627577832

A partir de los datos obtenidos se elabora la siguiente grafica para determinar el orden de reaccin:

De acuerdo a la ecuacin de la recta obtenida sabemos de inmediato que el orden de reaccin es menor a 1. Tenemos que:

Por lo tanto:

El orden de reaccin es prcticamente 0.

6. Calcule las constantes de pseudo orden de reaccin para cada sistema.

CONSTANTES

sistema Pseudo orden ceroPseudo orden uno

I0.00150.0198

II0.00160.019

III0.00150.017

IV0.00140.0155

7. A partir de las constantes de pseudo orden determine el orden respecto al hidrxido de sodio y la constante de rapidez especfica.

8. Trace los grficos de absorbancia versus tiempo, In absorbancia versus tiempo a 1/A versus tiempo y concluya acerca del orden de reaccin.

En base a los grficos anteriores se demuestra que la relacin que presenta LN (A) vs tiempo presenta una mayor correlacin ya que r2 es muy cercana a uno por lo tanto se concluye que todos los sistemas tienen una reaccin de primer orden.

9. Calcular la fuerza inica de cada uno de los sistemas. Todos los sistemas tienen la misma fuerza inica? Si no es as Cmo diseara el experimento para que todos los sistemas tengan la misma fuerza inica?

sistemaNaOH (1M) mlNaCL (1M) mlFuerza inica (I)

I401

II3.50.52

III312

IV2.51.52

No todos los sistemas tienen la misma fuerza inica, una forma para que presenten la misma fuerza es que aumentando la concentracin del hidrxido de sodio nicamente para el sistema I, o en todo caso disminuir las concentraciones de tanto de hidrxido de sodio y cloruro de sodio para los sistemas II, III, y IV.

CONCLUSIONESEl objetivo principal de esta sesin experimental fue el de seguir espectrofotomtricamente la reaccin de decoloracin de la fenolftalena con hidrxido de sodio. Esto pudo ser bien observado en la experimentacin pues al momento de agregarle las bases en cada sistema, se vi que la reaccin se llev a cabo de manera completa apreciando la decoloracin de la fenolftalena, sin embargo, los resultados obtenidos nos mostraron experimentalmente la forma en que los reactivos se convierten en productos en funcin del tiempo, esto es conocido como el avance de reaccin, adems nos permiti hacer los clculos cinticos involucrados en esta reaccin, como lo son: la ecuacin de rapidez , el orden cintico de la reaccin respecto a cada uno de los reactivos y el tiempo de vida media que son de gran utilidad para determinar las condiciones bajo la cual se debe trabajar estos reactivos en base a la velocidad de reaccin deseada y propsitos buscados.Adems pudimos comprobar que el mtodo espectrofotomtrico utilizado para dar seguimiento a esta reaccin result adecuado mostrando una exactitud por dems aceptable.Tomando en cuenta las afirmaciones antes hechas podemos asegurar que los objetivos propuestos por esta sesin experimental fueron alcanzados de manera satisfactoria.

BIBLIOGRAFA Obaya, A., Vargas-Rodrguez, Y. M. (2011) La Enseanza Experimental de la Qumica desde una Perspectiva Interdisciplinaria y Ecolgica En Qumica Verde Experimental. Mxico. Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Vargas, M. & Obaya A. (2005). Clculo de parmetros de rapidez en cintica qumica y enzimtica. Mxico: Universidad Nacional Autnoma de Mxico.

Fecha de entrega: 01 de Abril de 2015