Oxidacion Del Yoduro Con Peroxido De Hidrogeno En Medio Acido

OXIDACION DEL YODURO CON PEROXIDO DE HIDROGENO EN MEDIO ACIDO 1. OBJETIVOS • Analizar y estudiar la cinética química de la reacción de peróxido de hidrógeno con yoduro de potasio para generar una relación cinética sencilla que describa la velocidad de reacción para cualquier tipo de concentración de reactivo. • Diseñar un experimento viable en condiciones controladas a partir de estimaciones de diferentes autores, que permitan predecir parámetros para el diseño metodológico. • Generar una relación cuantitativa para la velocidad de reacción del peróxido de hidrogeno y el yoduro de potasio a condiciones controladas de pH y temperatura constante. • Determinar el orden de la reacción de descomposición del peróxido de hidrogeno con respecto a la concentración de peróxido de hidrogeno y del yoduro potásico. • Encontrar las dependencias directas y variables involucradas en la ecuación de velocidad de la reacción.

Desarrollo experimental • Disolver 2g de KI en 500 mL de agua destilada. Adicionar por medio de una bureta 30 mL de acido sulfúrico y mezclar en la solución de yoduro. • Colocar 20 mL de acido sulfúrico, diluir hasta 100 mL con agua en un matraz aforado, adicionar 2g de KI (o adicionar 20mL de una solución de yoduro 10%, libre de yodo, cuando este enrazado la solución de acido a 100 mL). Calentar la solución hasta los 30°. • Adicionar 10 mL de la solución de peróxido de hidrogeno , mezclar, agitar y dejar reposar por 10 min. • Finalmente titular el yodo puro con la solución de tiosulfato estándar.

+

+

𝐻2 𝑂2 2H + 2e− ↔ 2H2 O La velocidad de una reacción es función de la concentración de los reactivos, la temperatura y la presencia de un catalizador. 𝛼

𝛽

𝛾

𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑟 = 𝑘[𝐻2 𝑂2 ] [𝐼 − ] [𝐻+ ] En nuestro caso, la velocidad de reacción puede expresarse en función del cambio de concentración de peróxido de hidrógeno: 𝑑[𝐻2 𝑂2 ] 𝛼 𝛽 − 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = −𝑟𝐻2𝑂2 = = 𝑘[𝐻2 𝑂2 ] [𝐼 ] 𝑑𝑡 • 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 El orden global de reacción, n, es la suma de los órdenes parciales: 𝑛= 𝛼+ 𝛽

ley de Arrhenius:

𝑘 = 𝐴𝑒

𝐸𝑎 −𝑅𝑇

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 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝐻𝐼 + 𝐾𝑆𝑂4 2𝐻𝐼 + 𝐻2 𝑂2 → 𝐼2 + 2𝐻2 𝑂

Datos, cálculos y resultados

y = -0.2577x - 4.167 R² = 0.7078

α=1 -4.3 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

-4.4

-4.5

Vol de alicuota

5 mL

Conc de tiosulfato

0.01 N

-4.6 -4.7 -4.8 -4.9 -5

tiempo

ml

1.5

6

1.8

5

conc. de Yodo

para α=1 ln Ca

para α=2 1/ Ca

0.012

-4.42284863

83.3333333

0.01

-4.60517019

100

α=2

y = 28.504x + 52.66 R² = 0.7392

160

1.9

4.5

0.009

-4.7105307

111.111111

140

120

2

3.9

0.0078

-4.85363155

128.205128

2.9

3.8

0.0076

-4.87960703

131.578947

3

3.7

0.0074

-4.90627528

135.135135

100 80 60 40 20 0 0

Por la mejor correlación se elige el α=2 con respecto al Yoduro

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

CONCLUSIONES -Con los datos obtenidos en práctica experimental se pudo determinar los parámetros de la cinética, determinando la velocidad de reacción. -Cumpliendo así con los objetivos planteados inicialmente. -La dilución de los reactivos es determinante para la obtención de valores experimentales correctos, trabajando con diluciones más concentradas, el error experimental se incrementa. Las diluciones realizadas en la práctica fueron adecuadas, al tener un mayor control sobre la valoración del iodo con tiosulfato de sodio. -El error más apreciable observado en el tratamiento de los datos se encuentra en los intervalos de tiempos observados, debido a que la coloración del reactor ocurre en un tiempo considerable y está sujeta a errores del tipo personal (apreciación y/o reacción). - Cumpliendo así con los objetivos planteados inicialmente.