Rapidez De Una Reaccion Quimica

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación U.E. Escuela “San Vicente” 9º grado sección “B” Química. Prof.: Johnny Martínez

Realizado por: Víctor Grimán # 30

Caraca, 15 de mayo de 2009

INTRODUCCIÓN

Cuando reaccionan dos o más sustancias se producen nuevos materiales, lo cual ocurre en un tiempo determinado; todo depende de un conjunto de factores que influyen en la rapidez de reacción, tales como: naturaleza de los reaccionantes, división de los materiales reaccionantes, concentración, temperatura y la presencia de catalizadores. Todos estos factores hacen que unas reacciones sean más rápidas y otras más lentas: podemos determinar la rapidez con que reaccionan dos sustancias, tomando en cuenta la cantidad de sustancia transformada o producida en función del tiempo. He aquí unas preguntas iniciales para que reflexiones sobre ellas y elabores conclusiones al respecto. Probablemente, habrás observado que un trozo de carne en la nevera se descompone más lentamente que si la dejarás fuera a temperatura ambiente. Asimismo, todos sabemos que los materiales de hierro se oxidan más rápidamente que los materiales de aluminio. ¿Por qué ocurre eso? En este caso se trata de una oxidación que comúnmente se llama “corrosión”; la humedad es un factor que acelera la formación del óxido de hierro. Los efectos de la corrosión, a veces, suelen dañar maquinarias, reactores, etc.; los especialistas en corrosión pueden detener estos efectos. Hay algunos metales como el zinc, el aluminio, el níquel que no se corroen, o si lo hacen es para formar una ligera capa de óxido que más bien les sirve de protección al resto del material para que no se siga oxidando. De acuerdo con la teoría atómica de la materia, los cambios químicos tienen explicación si se consideran como resultantes del reagrupamiento de átomos que originan nuevas moléculas. Ya sea materia viva o inerte, ella siempre está sufriendo transformaciones que afectan su constitución; por ello podemos entender la formación de suelos y rocas, la erosión química de las aguas, el nacimiento y crecimiento de las plantas etc. En las reacciones químicas se pueden distinguir dos tipos de sustancias: las que llamamos iniciales, aquellas que existen antes que se produzca la reacción y que también se designan con el nombre de “reactivos”; y las finales, que surgen cuando concluye la reacción y a las que se llama “productos”. Las reacciones químicas se clasifican, según los productos que originan, en: Combinación: Dos o más sustancias se unen para formar una sustancia más compleja, ejemplo: Descomposición: Una sustancia compleja se descompone y da origen a sustancias más simples que el reactivo

Desplazamiento: Un reactivo es una sustancia simple y reacciona con una sustancia compuesta la cual desaloja a uno de los componentes y ocupa su lugar en la correspondiente molécula; ejemplo: Doble descomposición: Se trata del cambio químico en el cual dos sustancias compuestas reaccionan, se descomponen, intercambian o sustituyen mutuamente sus elementos y dan origen a otras dos sustancias diferentes; ejemplo: Una reacción puede ser más lenta o más rápida que otra; esto puede observarse cuando en una reacción que se compara con otra, con respecto al tiempo, el reactivo tarda menos en desaparecer o aparecer. Para estudiar la rapidez de una reacción es necesario conocer que las reacciones químicas pueden ocurrir en una o varias fases: Reacción homogénea: ocurre cuando los reactivos y productos están en una sola fase. Por ejemplo, la combustión del metano que ocurre en una fase gaseosa. Ilustración de una reacción homogénea. Reacción heterogénea: ocurre cuando las sustancias están en etapas diferentes y se desarrolla sólo en la interfase. Por ejemplo, la reacción del zinc con el ácido clorhídrico que produce cloruro de zinc y el gas hidrógeno, que ocurre en la interfase sólido-líquido. Ilustración de una reacción heterogénea. Para dar inicio a una reacción es necesario el suministro de energía, a ésta se le denomina Energía de Activación. La Teoría de las Colisiones considera que las partículas de las sustancias deben chocar en forma efectiva para poder reaccionar, para esto las partículas deben tener la debida orientación y chocar con suficiente energía hasta alcanzar la energía de activación, que las capacita para reaccionar entre sí. Factores que afectan la rapidez de una reacción química Estos factores están relacionados con los reaccionantes o con la reacción entre sí. 1) Factores relacionados con los reaccionantes a. Naturaleza de los reaccionantes b. Concentración de los reaccionantes c. Grado de subdivisión de los reaccionantes 2) Factores relacionados con la reacción. a. Temperatura de la reacción b. Presencia de un catalizador en una reacción Factores relacionados con los reaccionantes:

a) Naturaleza de los reaccionantes : la naturaleza de los reaccionantes no es un factor cinético en sí, sino un factor termodinámico que está relacionado con la estructura misma de la sustancia y con su tendencia a reaccionar. Una sustancia tiene una naturaleza propia que no puede ser alterada o manipulada por un experimentador para que la reacción sea más rápida o más lenta. b) Concentración de los reaccionantes: en la mayoría de los casos una reacción química aumenta su rapidez al incrementarse la concentración de uno o más de sus reactivos. Al aumentar la concentración de un reactivo aumenta también el número de sus partículas en el medio de la reacción. c) Grado de subdivisión de los reaccionantes: el grado de subdivisión de un material está relacionado con su área superficial; mientras más dividido se encuentre un material, mayor será el área de superficie expuesta, este factor es importante en una reacción debido a que al aumentar el grado de subdivisión de un reactivo, aumenta también la rapidez de la reacción química, porque el área superficial es mayor y puede reaccionar al mismo tiempo. Factores relacionados con la reacción: a) Temperatura de la reacción : la rapidez de la mayoría de las reacciones químicas aumenta al ocurrir un incremento de la temperatura, es por ello que los alimentos se descomponen más rápido a temperatura ambiente que en el refrigerador. Al aumentar la temperatura, se incrementa el desorden de las partículas de las sustancias reaccionantes, esto hace que aumente el número de colisiones efectivas entre partículas, permitiéndoles reaccionar y aumentando así la rapidez de reacción. b) Presencia de un catalizador en una reacción : Un catalizador es una sustancia que modifica la rapidez de una reacción química sin que ella misma se consuma en el proceso o sufra algún cambio químico. Existen dos tipos de catalizadores: Catalizadores

positivos:

que

aceleran

Catalizadores

negativos:

que

disminuyen

la la

rapidez rapidez

de de

una

reacción.

una

reacción.

Un caso de una reacción catalizada. Con dióxido de manganeso, es la descomposición térmica del clorato de potasio: A medida que transcurre una reacción química, los reaccionantes disminuyen. Mientras que los productos aumentan. La rapidez de reacción se puede establecer como la relación entre la masa de reactivo consumido o de producto formado en el transcurso del tiempo en que ocurre la reacción.

OBJETIVO  Determinar la Rapidez de una Reacción Química LISTA DE MATERIALES • • • • • • • •

Vaso de precipitado Tubo De Ensayo Gradilla Beaker Espatula Mechero Soporte Universal Rejilla de Asbesto

LISTA DE REACTIVOS • • • • • • • •

Acido Clorhídrico Hcl Agua Alka-Seltzer Limadura de Hierro Clavo (Fe) Lámina de Magnesio (Mg)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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Experimento Nº 1: CONCENTRACIÓN

1) Se dispuso de dos tubos de ensayos limpios y secos. 2) Se vertió 10 ml de HCL al 10% en uno de los tubos y en el otro 10 ml de HCL al 30%: 10 ml HCL 10% %v/v = ml Sto x 100 ml Sol

ml Sol = %v/v x ml Sto 100

ml Sol = 10 x 10 ml Sol = 1 ml 100

%v/v = ml Sto x 100 ml Sol

ml Sol = %v/v x ml Sto 100

ml Sol = 30 x 10 ml Sol = 3 ml 100

%v/v = 1,4 Sto x 100 10 Sol

= HCL al 14%

%v/v = 3,3 Sto x 100 10 Sol

= HCL al 33%

3) Se pesó por separado los 5 cm de cinta de magnesio. 4) Se agregó en cada tubo 5 cm de cinta de magnesio. 5) Se tomó el tiempo en que se consumió la cinta. ¿Qué observas? 5 cm de cinta de magnesio en 1,4 ml de HCL al 14% se consumió en 32 seg. Se observó un burbujeo medio e intenso y un olor asfixiante e irritante. 5 cm de cinta de magnesio en 3,3 de HCL al 33% se consumió en 18 seg. Se observó un burbujeo alto e intenso y un olor asfixiante e irritante. 6) ¿Cuál es el factor que afecta la velocidad de la reacción? Rº La Concentración, ya que a mayor concentración mas rápida es la reacción. •

Experimento Nº 2: TEMPERATURA

1. Se dividio en partes iguales un Alka-Seltzer. 2. Se pesó ambas partes en una balanza. a) 2,1 gr b) 1,6 gr 3. Se tomó dos vasos de precipitado de 250 ml. 4. Se vertió en el primer vaso 100 ml de agua caliente a 60º C y luego se introdujo la mitad del Alka-Seltzer. 5. Se tomó el tiempo en que se tardo en consumirse. 12 seg. 6. Se vertió en el segundo vaso 100 de agua a temperatura ambiente (24º C) y se agrego la otra mitad de Alka-Seltzer. 7. Se tomo el tiempo en que se tardo en consumirse: 34 seg. 8. ¿Qué observas? Rº Se observó que la primera mitad se deshizo primero que la segunda mitad. También se observo burbujeos. 9. ¿Cuál es el factor que afecta la velocidad de la reacción? Rº La temperatura, ya que a mayor temperatura mas rápida es la reacción.

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Experimento Nº 3: GRADO DE DIVISION DE LAS SUSTANCIAS

1. Se dispuso de dos tubos de ensayos limpios y secos. 2. Se vertió 5 ml de HCL al 10% en cada tubo. 3. Se agregó un clavo de hierro libre de óxido en uno de los tubos y limadura de hierro en otro. 4. ¿Qué observas? Rº Que la limadura de hierro tuvo mas burbujas y una reacción mas rápida que en el clavo de hierro. 5. ¿Cuál es el factor que afecta la velocidad de reacción? Rº El grado de subdivisión, ya que a mayor grado de subdivisión de las sustancias mas rápida es la reacción.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • • •

Se supo como determinar cuantitativamente la rapidez de una reacción química. Se conoció a como determinar la velocidad de una reacción, para esto necesitamos un cronometro. Se aprendió a como se debe manejar el mechero. Se observó a como los factores afectan a la rapidez reacciones químicas, como es el caso de la temperatura que mientras mas caliente la rapida es la reaccion.

POST – LABORATORIO

CONCLUSIÓN

En el presente informe se demuestra experimentalmente los distintos factores que afecta a la velocidad de reacción. En el segundo experimento se demuestra que la velocidad de casi todas las reacciones químicas aumenta conforme se eleva la temperatura, una explicación para este efecto es la que proporciona el modelo de colisión de la cinética química, cuya idea central es que las moléculas deben chocar para que reaccionen, el efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción, conforme aumenta la concentración de la moléculas de reactivo, también lo hace el Nº de colisiones, lo que conduce a un incremento de la velocidad de reacción, en el experimento numero uno se puede comprobar la gran dependencia de la velocidad de reacción con e aumento o disminución de la concentración de los reactivos es decir, la concentración es directamente proporcional a la velocidad de reacción, en el experimento al disminuir la concentración de HCl disminuyo la velocidad de reacción. La utilidad práctica de la velocidad de reacción que tal vez dentro de un proceso industrial se desea mantener dentro de un almacén, sustancias que sean demasiado volátiles y que pueden reaccionar con un simple cambio de temperaturas. Conociendo el rango de temperaturas en que la sustancia no reacciona, se puede mantener dicho almacén bajo esas condiciones de temperatura seguras para las temperaturas. También con el conocimiento de la influencia de temperatura, podemos hacer reaccionar diversos reactivos aplicando la energía de activación necesaria para que estos inicien una reacción. Como sabemos, la gasolina se evapora cuando se le pone en contacto con el aire, o sustancias como el alcohol y la acetona se evaporan con cambios pequeños de temperatura. Conociendo con que temperaturas no reaccionan podemos mantenerlas almacenadas con seguridad. Otra aplicación sería un sistema de seguridad, donde dentro de un proceso industrial pudiéramos tener varias sustancias en una mezcla.

BIBLIOGRAFÍA

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http://www.monografias.com/trabajos37/velocidad-de-reaccion/velocidad-de reaccion2.shtml#concl http://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_qu%C3%ADmica

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http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Quimica/ReaccionesQuimicas.html

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Química 9º , Ediciones Eneva – Caracas, autor: REGULO RODRIGUEZ GIMON

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Química 9º, Editorial Actualidad Escolar 2000 – caracas, autor: Miguel A. Bolívar D.