2. INTRODUCCIÓN
La Cinética química se encarga del estudio respecto a la velocidad con la que
se lleva a cabo una reacción, sea el aumento de la concentración de los
productos y/o la disminución de la misma en los reactivos. Así, permite
distinguir aquellos factores que intervienen en la velocidad y el mecanismo,
es decir, la etapa o serie de etapas en las que ocurre el cambio.
El primer estudio cuantitativo fue realizado por Wilhemy quien estudió la
inversión (disgregación por hidrolización) de la sacarosa bajo la acción
catalítica de los ácidos tomando en cuenta el factor tiempo.
Objetivos
Comprobar el efecto de la polaridad de un disolvente en la
velocidad de reacción medainte una solviolisis
Poner en evidencia un mecanismo SN1
3. Posteriormente
J. H. Van’t Hoff desarrolló las bases teóricas de la cinética química en su obra
“Estudios de dinámica química”. Junto con Arrhenius, encontraron que la
constante de velocidad varía en función a la temperatura y la base teórica de
dicha ley es la relación entre la constante de equilibrio y la temperatura.
Para entender la cinética química, se buscaron los factores que intervienen en
ella, el más inmediato fue la temperatura. Arrhenius entonces postula que
“La velocidad de reacción es proporcional al número de colisiones (choque
eficaz) entre las moléculas que reaccionan (tomando en cuenta la energía
de activación).”
4. VELOCIDAD DE REACCIÓN
La velocidad de una reacción se determina por el cambio de la concentración
de los reactivos a diferentes intervalos de tiempo; esta relación se conoce
como orden de reacción.
Donde:
V: velocidad de reacción
K: constante de
velocidad
[A]: concentración molar
del reactivo A
T: tiempo
5. Se define como la variación que experimenta la concentración de
uno de los reactivos o de los productos de la reacción en la unidad
de tiempo
6. FACTORES QUE INFLUYEN EN VELOCIDAD DE
REACCIÓN
Temperatura:
Concentración:.
Naturaleza de los reactantes.
Estado físico de los reactantes
El grado de disgregación
Catalizadores e inhibidores
7. EFECTO DEL DILSOLVENTE
El cambio en la polaridad del dilsolvente. Puede afectar la velocidad de
reacción y también puede cambiar el orden de la misma.
a) Un aumento en la constante dieléctrica del disolvente, aumenta la
velocidad de las reacciones en las que la densidad de carga es mas
grande en el estado de transición que en los reactivos
b) Una disminución en la constante dielectrica del disolvente, disminuye
la velocidad de la reacción en la que la densidad de carga es menor en
el estado de transición que en los reativos
8. La constante dieléctrica, también conocida bajo el nombre de
permitividad relativa, cuando nos referimos a un medio de tipo
continuo, hace referencia a una propiedad de tipo macroscópica, de
un medio que es dieléctrico, es decir, que no posee conductividad
eléctrica, por lo cual se tratan como aislantes de la electricidad,
relacionándolo con la permitividad que tiene un medio a la
electricidad.
9. SUSTITUCIÓN NUCLEOFILICAS
Sustitución nucleofílica unimolecular
Ese tipo de mecanismo se presenta en halogenuros terciarios, donde el
halogenuro esta unido a un átomo de carbono que no tiene hidrogenuros.
Sólo es posible esta reacción si el nucleofilo es una base débil (agua o
alcoholes).
Para que el mecanismo SN1 tenga lugar es necesaria la formación de un
carbocatión estable, para permitir la disociación del sustrato.
Dado que el paso lento de la sustitución nucleófila unimolecular (SN1) es la
disociación del sustrato y el nucleófilo actúa en la siguiente etapa, la
velocidad de la reacción no depende del nucleófilo
10. La SN1 tiene un mecanismo por etapas. En el primer paso se ioniza el sustrato
por pérdida del grupo saliente, sin que el nucleófilo actúe, formándose un
carbocatión. En el segundo paso el nucleófilo ataca al carbocatión formado,
obteniéndose el producto final.
Etapa 1. Disociación del sustrato, para formar el carbocatión. Es el paso lento de
la reacción.
Etapa 2. Ataque del nucleófilo al carbocatión formado.
Etapa 3. Desprotonación del agua para formar el alcohol
11. La etapa lenta del mecanismo es la formación del carbocatión,
dependiendo la velocidad exclusivamente del sustrato.
12. Al agregar gotas de indicador azul de bromotimol que cambiará su color
de azul verdoso (ph=7) a amarillo (ph=<5.8)
Cuando el nucleófilo que se emplea es a la vez el disolvente, se
llama reacción de solvólisis
17. PARTE EXPERIMENTAL
Si no se cuenta con cloruro de terbutilo sintetizarlo a partir de terbutano
(1ml) y ácido clorhidrico (3ml) en agitación por 15 min en baño de agua
fria, secar con cloruro de calcio
Preparar tres sistemas de dos buretas cada uno, de la siguiente forma
Sistema 1
Sistema 2
Sistema 3
H20 H20
H20
CH3OH CH3CH20H
CH3CH2CH20H
18. Por otro lado preparar una serie de seis tubos con un tapón (limpios y
secos) numerados y adicionar a cada tubo un volumen determinado a
cada disolvente, de acuerdo a la tabla siguiente
19. Una vez hecha la mezcla, colocar en el tubo no.1 en un baño doble de
agua cuya temperatura sea 30◦c durante 5 min; pasado este tiempo y
sin retirar del baño, adicionar al tubo 2 gotas de azul de bromotimol y 3
gotas de cloruro de terbutilo. Tomar el tiempo y mantener en agitación
continua hasta que cambie a amarillo, repetir la experiencia con cada
tubo hasta terminar la serie. Hacer por duplicado cada serie y repetir la
secuencia. Anotar resultados
23. Referencias
Educarchile.com. 2013. Cinética química [en línea]. Disponible en línea en:
http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=133178 (Consultado el
25 de enero del 2015)
H. E. Avery. 2002. Cinética química básica y mecanismos de reacción.
Editorial Reverté. Sevilla, España. 51-54 pp.
Grupo Lentiscal. s/f. Historia de la química, equilibrios químicos [en línea].
Disponible en línea en:
http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-
cdquimica-
tic/HistoriaCiencia/HISTORIA%20DEL%20EQUILIBRIO%20QU%C3%8DM
ICOB.pdf (Consultado el 25 de enero del 2015)
