Reconocer que uno de los factores que afectan la velocidad de una reacción química es la temperatura y asociar un determinado valor de energía de activación a la reacción.

1. BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
ÁREA DE FISICOQUÍMICA
LICENCIATURA EN QUÍMICO FARMACOBIÓLOGO
LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II
EQUIPO N°2
MIEMBROS DEL EQUIPO:
EMMANUEL VARO SÁNCHEZ
MARIANA JUÁREZ CARRETERO
PROFESOR: MARIO GONZÁLEZ PEREA
FECHA DE REALIZACIÓN: 22 de Abril del 2019
FECHA DE ENTREGA DEL REPORTE
28 de Abril del 2019

2. REACCIÓN DE SEGUNDO ORDEN Y EFECTO DE LA TEMPERATURA
OBJETIVOS:
Reconocer que uno de los factores que afectan la velocidad de una reacción
química es la temperatura y asociar un determinado valor de energía de activación a
la reacción.
INTRODUCCIÓN.
Los experimentos cinéticos estudian la
velocidad a la que se producen las
reacciones, es decir, el modo en el que
la concentración de algunas especies
moleculares varía en función del
tiempo. En una gráfica en la que se
representa la concentración frente al
tiempo, la velocidad de reacción es la
pendiente. En el experimento cinético
que se muestra a continuación, la
velocidad de reacción decrece a
medida que la reacción avanza. El modo exacto en el que las velocidades de reacción
cambian en función del tiempo y cómo estas velocidades varían según las concentraciones
de reactivos, depende del mecanismodereacción. Los estudios cinéticos se pueden emplear,
por tanto, para probar los mecanismos propuestos. Las ecuaciones de velocidad o leyes de
velocidad muestran cómo varía la concentración de una especie molecular con respecto al
tiempo !velocidad" como función matemática de una constante de velocidad o constante
cinética, representada por la letra k minúscula, y de las concentraciones de cada especie
molecular que interviene en la reacción.
Reacción de segundo orden (dimerización) Solución integrada
Reacción 2A = A2
Ley de velocidad: -d[A]/dt=k[A]2
La ecuación anterior es hiperbólica y la cinética de dimerización de segundo orden recibe, a
menudo, el nombre de cinética hiperbólica. Las gráficas que se muestran a continuación son
de una reacción de dimerización en la que [A0]=10-6
M y k= 2x105
M-1
.
A primera vista, la caída de [A] con el tiempo (cuadro de la izquierda) que se produce en esta
reacción de segundo orden parece similar a la de la reacción de primer orden descrita
anteriormente, pero en realidad es diferente, comose puede observar por las ecuaciones que
describen la variación de [A] en el tiempo.

3. El modo más sencillo de determinar la
constante de velocidad en este caso
es realizar la representación gráfica
de 1/[A] frente al tiempo y calcular la
pendiente, que equivale a k.
Obsérvese, no obstante, que la
representación gráfica de 1/[A] frente
al tiempo no es una recta. La
expresión del tiempo de vida medio
en este
ejemplo de segundo orden es:
Para los datos mostrados, el tiempo de vida medio es de 5
segundos. Sin embargo, cabe destacar que los tiempos de
vida medios de las reacciones de segundo orden son muy
diferentes a los de las reacciones de primer orden. En las reacciones de primer orden, t1/2
es independiente de la concentración inicial de la reacción. En cambio, en este caso,la misma
reacción realizada con distintas concentraciones iniciales tendría distintos tiempos de vida
medios. Es más, si con una concentración inicial de ' dada la mitad de las moléculas tarda en
reaccionar 5 s, la mitad de las moléculas restantes tardará 10 s, etc. Esto tiene sentido porque
las colisiones entre dos moléculas de A serán menos frecuentes a medida que disminuye la
concentración de A.
ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
Por lo general la velocidad de reacción no viene completamente determinada por el número
de choques moleculares en la unidad de tiempo. El eco de que ciertas reacciones sean muy
rápidas y otras muy lentas demuestran esto, ya que el número de colisiones es casi el mismo
para las reacciones lentas que para las rápidas; se deduce por tanto, que solo una fracción,
a veces muy pequeña, de los choques moleculares conduce a reacción. Arrhenius sugirió que
para que reaccionen las moléculas en colisión han de tener una energía superior a la energía
media. Esta energía adicional se llama energía de activación de la reacción. puede ser
energía cinética o energía interna de las moléculas.
Este concepto conduce a la ecuación
que expresa la dependencia de la constante de velocidad de reacción
k con la temperatura absoluta T. La energía de activación por mol es
E y R es la constante de los gases. Los valores de la constante “k” y
de “e” se obtienen sustituyendo los valores experimentales de k para
dos temperaturas.

4. HIPÓTESIS
Uno de los factores que afecta a una reacción es la temperatura con esto se obtendrán
diferentes constantes de velocidad dependiendo de la temperatura que se trabajó.
MÉTODO EXPERIMENTAL
MATERIAL: REACTIVOS:
1 Matraz erlenmeyer de 250 ml. 50 ml. de KI 0.04M
4 Matraces erlenmeyer de 125 ml. 50 ml. de K2S2O8 0.04M
2 Vasos de precipitado de 100 ml. 150 ml. de Na2S203 0.0017M
1 Bureta de 25 o 50 ml. Indicador de almidón
1 Pinza para bureta
1 Agitador
2 Pipetas de 10 ml.
1 Termómetro
1 Cronómetro
Concentración y gramos utilizados para los reactivos:
K2S2O8 0.04M " para 50 ml. 0.5406g
KI 0.04M " para 50 ml. 0.3420g
Na2S203 0.0017M " para 2 litros de solución 0.8438g

5. DESARROLLO EXPERIMENTAL
ETAPA I
Obtención de datos para el cálculo de la constante de velocidad k1 a la
temperatura de 39ºC T1
1. Poner a trabajar el recirculador del baño fijando la perilla reguladora de temperatura
a 39ºC.
2. En un matraz erlenmeyer de 125 ml. (matraz 1) agregar 50 ml. de la solución de KI
0.04M.
3. En otro matraz erlenmeyer de 125 ml. (matraz 2) agregar 50 ml. de la solución de
K2S2O8 0.04M.
4. Colocar los dos matraces anteriores en el termostato a 39° C y esperar a que se
alcance el equilibrio térmico.
5. Al contenido del matraz 1 agregar con agitación el contenido del matraz 2, iniciando
de esta manera la reacción (en el momento en que se mezcla hay que iniciar la toma
del tiempo de reacción).
6. Mantener la temperatura de la mezcla de reacción a temperatura constante de 39°
C
7. Tomar alícuotas de 10 ml. cada 6 minutos y titularlas con Na2S203 0.0017M
agregando indicador de almidón cerca del punto final.
8. Realizar la misma operación hasta completar 7 titulaciones.
ETAPA II
Obtención de datos para el cálculo de la constante de velocidad k2 a la
temperatura de 35 ºC T2
1. Poner a trabajar el recirculador del baño fijando la perilla reguladora de temperatura
a 35 ºC.
2. En un matraz erlenmeyer de 125 ml. (matraz 1) agregar 50 ml. de la solución de KI
0.04M.
3. En otro matraz erlenmeyer de 125 ml. (matraz 2) agregar 50 ml. de la solución de
K2S2O8 0.04M.
4. Colocar los dos matraces anteriores en el termostato a 35 °C y esperar a que se
alcance el equilibrio térmico.
5. Al contenido del matraz 1 agregar con agitación el contenido del matraz 2, iniciando
de esta manera la reacción (en el momento en que se mezcla hay que iniciar la toma
del tiempo de reacción).
6. Mantener la temperatura de la mezcla de reacción a temperatura constante de 35
°C
7. Tomar alícuotas de 10 ml. cada 6 minutos y titularse con Na2S203 0.0017M
agregando indicador de almidón cerca del punto final.
8. Realizar la misma operación hasta completar 7 titulaciones.

6. DATOS EXPERIMENTALES
Alícuota Temp. Vol.
Alícuota
Vol.
Titulante
Tiempo (S)
1 39 °C 10 ml 10.6 ml 395
2 39 °C 10 ml 17.5 ml 687
3 39 °C 10 ml 23.7 ml 969
4 39 °C 10 ml 29.7 ml 1270
5 39 °C 10 ml 33.0 ml 1567
6 39 °C 10 ml 38.8 ml 1874
7 39 °C 10 ml 41.0 ml 2150
8 39 °C 10 ml 41.5 ml 2463
9 39 °C 10 ml 44.0 ml 2750
10 39 °C 10 ml 58.0 ml 3120
Alícuota Temp. Vol.
Alícuota
Vol.
Titulante
Tiempo(s)
1 28°C 10 ml 7.9 ml 550
2 28°C 10 ml 11.9 ml 878
3 28°C 10 ml 16.7 ml 1202
4 28°C 10 ml 21.2 ml 1584
5 28°C 10 ml 23.9 ml 1913
6 28°C 10 ml 27.9 ml 2264
7 28°C 10 ml 29.3 ml 2660
8 28°C 10 ml 33.3 ml 2959
9 28°C 10 ml 34.8 ml 3321
10 28°C 10 ml 36.7 ml 3551

7. Alícuota Temp. Vol.
Alícuota
Vol.
titulante
Tiempo(s)
1 38°C 10 ml 10.1 ml 497
2 38°C 10 ml 16.5 ml 876
3 38°C 10 ml 22.4 ml 1160
4 38°C 10 ml 26.6 ml 1534
5 38°C 10 ml 31.4 ml 1909
6 38°C 10 ml 34.9 ml 2254
7 38°C 10 ml 38.9 ml 2623
8 38°C 10 ml 40.6 ml 2992
9 38°C 10 ml 42.1 ml 3367
10 38°C 10 ml 49.4 ml 3783
Alícuota Temp. Vol.
Alícuota
Vol.
titulante
Tiempo(s)
1 44°C 10 ml 13 ml 426
2 44°C 10 ml 19.3 ml 597
3 44°C 10 ml 27.3 ml 861
4 44°C 10 ml 31.5 ml 1140
5 44°C 10 ml 35.6 ml 1440
6 44°C 10 ml 37.7 ml 1642
7 44°C 10 ml 27.9 ml 1830
8 44°C 10 ml 38 ml 2118
9 44°C 10 ml 39 ml 2364

8. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Reacciones
2KI + K2S2O8 → I2 + 2K2SO4
reacción química E
I2 + 2Na2S203 →2Nal + Na2S403
reacción química T
reacción 2:1 temperatura
39°C
t(s) vol.
titulante
n titulante I2 M 2kl M K2S208 M
0 -------- --------- --------- 0.04 0.04 M
395 0.0106 L 1.802X 10−5MOL 4.37X
10−4MOL
0.0391 0.0395
687 0.0175 L 2.975X 10−5MOL 5.4X
10−4MOL
0.0389 0.0394
969 0.023. L 4.029X 10−5MOL 5.97X
10−4MOL
0.0388 0.0394
1270 0.0297L 5.049X 10−5MOL 6.35X
10−4MOL
0.0387 0.0393
1567 0.0330 L 5.61X 10−5MOL 6.52X
10−4MOL
0.0386 0.0393
1874 0.0388L 6.59X 10−5MOL 6.75X
10−4MOL
0.0386 0.0393
2150 0.0410 L 6.97X 10−5MOL 6.83X
10−4MOL
0.0386 0.0393
2463 0.0415 L 7.05X 10−5MOL 6.84X
10−4MOL
0.0386 0.0393
2750 0.0440 L 7.48X 10−5MOL 6.92X
10−4MOL
0.0386 0.0393
3120 0.0580 L 9.86X 10−5MOL 7.25X
10−4MOL
0.0385 0.0393

9. 395(S)
n Na2S203 =(0.0017M)(0.0106)=0.0000182mol
n l2 =
1.802𝑋10−5 𝑚𝑜𝑙
2
= 9.1X10−6 mol M l2=
9.110−6 𝑚𝑜𝑙
0.0106𝑙
= 4.37X 10−4MOL
2KI= 0.04M-(-4.37X 10−4MOL)(2)=0.0391
K2S208 M=0.04M-4.37X 10−4MOL= 0.0395
NOTA: En los cálculos anteriores se muestra como ejemplo cómo se obtuvieron los
resultados en cada tiempo(s) de cada tabla de las diferentes temperaturas.
28°C
t(s) vol.titulante n titulante I2 M 2kl M K2S208 M
497 0.0079 0.00001343 0.00037514 0.03924972 0.03962486
876 0.0119 0.00002023 0.00046187 0.03907626 0.03953813
1160 0.0167 0.00002839 0.00053165 0.0389367 0.03946835
1534 0.0212 0.00003604 0.00057756 0.03884487 0.03942244
1909 0.0239 0.00004063 0.00059926 0.03880147 0.03940074
2254 0.0279 0.00004743 0.00062573 0.03874855 0.03937427
2623 0.0293 0.00004981 0.00063372 0.03873257 0.03936628
2992 0.0333 0.00005661 0.0006537 0.03869261 0.0393463
3367 0.0348 0.00005916 0.00066027 0.03867946 0.03933973
3783 0.0367 0.00006239 0.00066799 0.03866403 0.03933201
38°C
t(s) vol.titulante n titulante I2 M 2kl M K2S208 M
497 0.0101 0.00001717 0.00042711 0.03914577 0.03957289
876 0.0165 0.00002805 0.00052925 0.03894151 0.03947075
1160 0.0224 0.00003808 0.00058765 0.03882469 0.03941235
1534 0.0266 0.00004522 0.00061776 0.03876448 0.03938224
1909 0.0314 0.00005338 0.00064469 0.03871063 0.03935531
2254 0.0349 0.00005933 0.00066069 0.03867862 0.03933931
2623 0.0389 0.00006613 0.00067618 0.03864765 0.03932382
2992 0.0406 0.00006902 0.00068202 0.03863597 0.03931798
3367 0.0421 0.00007157 0.00068685 0.0386263 0.03931315

10. 3783 0.0494 0.00008398 0.0007069 0.0385862 0.0392931
44°C
t(s) vol.titulante n titulante I2 M 2kl M K2S208 M
426 0.013 0.0000221 0.00048043 0.03903913 0.03951957
597 0.0193 0.00003281 0.0005599 0.0388802 0.0394401
861 0.0273 0.00004641 0.00062212 0.03875576 0.03937788
1140 0.0315 0.00005355 0.00064518 0.03870964 0.03935482
1440 0.0356 0.00006052 0.0006636 0.03867281 0.0393364
1642 0.0377 0.00006409 0.0006718 0.03865639 0.0393282
1830 0.0279 0.00004743 0.00062573 0.03874855 0.03937427
2118 0.038 0.0000646 0.00067292 0.03865417 0.03932708
2364 0.013 0.0000221 0.00048043 0.03903913 0.03951957
39°C 28°C 38°C
(S) Ln(KI/K2S2O8) (S) Ln(KI/K2S2O8) (S) Ln(KI/K2S2O8)
395 -0.01111691 550 -0.00951238 497 -0.01085178
687 -0.01380292 878 -0.01175046 876 -0.01349925
969 -0.01528734 1202 -0.01356178 1160 -0.01502269
1270 -0.01628606 1584 -0.01475903 1534 -0.01581058
1567 -0.01671747 1913 -0.01532627 1909 -0.01651682
1874 -0.01733525 2264 -0.01601936 2254 -0.01693729
2150 -0.01753306 2660 -0.01622889 2623 -0.01734462
2463 -0.01757567 2959 -0.01675345 2992 -0.01749836
2750 -0.01777698 3321 -0.01692618 3367 -0.01762574
3120 -0.01863208 3551 -0.01712916 3783 -0.01815429
44°C
(S) Ln(KI/K2S2O8)
426 -0.01223138
597 -0.01429788
861 -0.01592479
1140 -0.01652981
1440 -0.0170137
1642 -0.01722955
1830 -0.01601936
2118 -0.01725885

11. y = -2E-06x - 0.0123
R² = 0.8071
-0.025
-0.02
-0.015
-0.01
-0.005
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
(S) vs ln(KI/K2S2O8) 39°C
Segundos
𝒍𝒏
𝐾𝐼
𝑲 𝟐 𝑺 𝟐 𝑶 𝟖
y = -2E-06x - 0.0101
R² = 0.8563
-0.02
-0.018
-0.016
-0.014
-0.012
-0.01
-0.008
-0.006
-0.004
-0.002
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
(S) vs ln(KI/K2S2O8) 28°C Segundos
𝒍𝒏
𝐾𝐼
𝑲 𝟐 𝑺 𝟐 𝑶 𝟖

12. m = -[A]0 k
𝑘 =
𝑚
−[𝐴]0
y = -2E-06x - 0.012
R² = 0.808
-0.025
-0.02
-0.015
-0.01
-0.005
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
(S) vs ln(KI/K2S2O8) 38°C Segundos
𝒍𝒏
𝐾𝐼
𝑲 𝟐 𝑺 𝟐 𝑶 𝟖
y = -2E-06x - 0.0129
R² = 0.6602
-0.02
-0.018
-0.016
-0.014
-0.012
-0.01
-0.008
-0.006
-0.004
-0.002
0
0 500 1000 1500 2000 2500
(S) vs ln(KI/K2S2O8) 44°C Segundos
𝒍𝒏
𝐾𝐼
𝑲 𝟐 𝑺 𝟐 𝑶 𝟖

13. 𝑘39°𝐶 =
𝑚
−[𝐴]0
=
2𝑥10−6
0.0123
= 1.62𝑥10−4
𝑘28°𝐶 =
𝑚
−[𝐴]0
=
2𝑥10−6
0.0101
= 1.98𝑥10−4
𝑘38°𝐶 =
𝑚
−[𝐴]0
=
2𝑥10−6
0.0120
= 1.66𝑥10−4
𝑘44°𝐶 =
𝑚
−[𝐴]0
=
2𝑥10−6
0.0129
= 1.55𝑥10−4
Temperatura K M*S-1
39°C 1 1.62x10-4
28°C 2 1.98x10-4
38°C 3 1.66x10-4
44°C 4 1.55x10-4
COMENTARIOS
● Al realizar las titulación algunos de nuestras muestra llegaron a su punto de
equilibrio en el momento en el que se perdía totalmente el color, pero en ocasiones
nos llegamos a pasar unas gotas o incluso le faltaba un poco para llegar a su punto
de equivalencia.
● Las alícuotas tomadas fueron cada 5 minutos ya que la temperatura fue de 39°C
CONCLUSIÓN
Con base a nuestros objetivos se puede concluir que la temperatura si es un factor que puede
influir en la velocidad de una reacción como se puede observar en las tablas de resultados
nos damos cuento cómo al aumentar la temperatura la reacción es mas rapida como al igual
se puede observar cómo al trabajar a temperaturas más bajas la reacción es más lenta, por
ello se puede decir que las constantes de energía de activación para cada determinada
temperatura fue variando.
BIBLIOGRAFÍA
 Ira N. Levine, Fisicoquímica. Vol. 1, Edit. Mac Graw Hill, 2000.
 Callister, E. D. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Editorial
Reverte, 1995