1) El documento describe experimentos sobre la cinética química que estudian cómo afectan factores como la superficie de contacto, concentración y temperatura a la velocidad de reacción. 2) Los experimentos muestran que a mayor superficie de contacto, concentración o temperatura, la velocidad de reacción aumenta. 3) También se demostró que los catalizadores pueden incrementar la velocidad de reacción a temperaturas más bajas al disminuir la energía de activación.

1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA
Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS
Laboratorio de Química Industrial
Practica No. 4
Cinética química

2. Objetivos
1) El alumnoobservarael efectoque tienesobre lavelocidadde reacción,cadaunode los siguientes
factores:superficiede contacto,concentraciónytemperatura
2) El alumnoexplicarael efectoque produce lapresenciade uncatalizadorenuna reacciónquímica
3) El alumnodeterminarael valorde laenergíade activación
Datos experimentales
ExperimentoNo.1
Tabla No.1. Modificaciónde lasuperficie de contacto
Vaso numero Tableta Tiempo de reacción
1 Entera 74 segundos
2 En dos partes 55 segundos
3 En polvo 12 segundos
Observaciones
Al dividircadavezmás pequeñalapastilla, másrápidose disuelvelapastillaenel aguadestilada.
ExperimentoNo.2
Tabla No.2. Efectode concentración
Experimento [KIO₃] en mol/L [NaHSO₃] en mol/L Tiempo de reacción
1 0.005 0.01 210 segundos
2 0.01 0.01 102 segundos
3 0.013 0.01 90 segundos
4 0.017 0.01 111 segundos
5 0.02 0.01 32 segundos
Reacción:
2𝐾𝐼𝑂3 + 5𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂3 2𝐾𝑀𝑆𝑂4 + 𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂4 + 𝐻2 𝑂 + 𝐼2
Observaciones
A mayorconcentraciónde KIO₃ reaccionamás rápidala soluciónformandoyodo,de tal maneraque aparece
una coloraciónazul de un instante aotro,sin dar pautaa pequeñascoloraciones.
ExperimentoNo.3
Tabla No.3. Efectode latemperatura
Experimento Temperatura
Vol. C₂H₂O4
0.0025 M
Vol. KMnO4
0.0025 M
Vol. H₂SO4 0.25
M
Tiempo de
reacción
1 30 ℃ 9 mL 2 mL 1 mL 582 segundos
2 40 ℃ 9 mL 2 mL 1 mL 305 segundos
3 50 ℃ 9 mL 2 mL 1 mL 108 segundos
4 60 ℃ 9 mL 2 mL 1 mL 69 segundos
5 70 ℃ 9 mL 2 mL 1 mL 23 segundos
Reacción:
𝑘𝑚𝑀𝑂4 + 3𝐻2 𝑆𝑂4 + 5𝐶2 𝐻2 𝑂4 10𝑂2 + 𝐾2 𝑆𝑂4 + 2𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 𝐻2O

3. Observaciones
La reacciónse efectúacuandose decolorael colorvioletaatransparente,estase vadandoen pautasy la
velocidadde lareacciónaumentaamayor temperatura
ExperimentoNo.4
Tabla No.4. Efectodel catalizador
Vol. C₂H₂O4
0.0025 M
Vol. KMnO4
0.0025 M
Vol. H₂SO4 0.25
M
Catalizador
(formula)
Temperatura
Tiempo de
reacción
9 mL 2 mL 1 mL MnSO4 5 gotas 30 ℃ 44 segundos
Observaciones
Aquí se demostróque al agregarle a lareacciónun catalizadora temperaturasbaja,se puede incrementarla
velocidadde reacciónypor lotanto el tiempode reacciónesmenorde acuerdoal anteriorexperimento
Cálculosyresultados
1) Velocidadmediaconlosdatosde la tabla No.2
V media=
𝐶𝑓−𝐶𝑖
𝜃₂− 𝜃₁
V media=
0.005−0.02
210−32
= 8.42*10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗𝑆
2) Energía de activacióncon losdatosde latabla No.3
Ea = m*R donde m = es la pendiente de larectaajustada(y₂ - y₁/x₂- x₁)
R = esla constante cuyovalores 8. 314 J/mol*k
Experimento T (℃) T (k)
1
𝑇
(
1
𝐾
)
Tiempo de
reacción (s)
Ln 𝜃
1 30 303 3.3*10−3 582 6.3665
2 40 313 3.195*10−3 305 5.7203
3 50 323 3.096*10−3 108 4.6821
4 60 333 3*10−3 69 4.2341
5 70 343 2.915*10−3 23 3.1355
m = 8244.24 k
b = -20.74
Ea = (8244.24)(8.314
𝐽
𝑚𝑜𝑙∗𝐾
) = 68542.66 J/mol
Cuestionario
1) ¿Cual esla relaciónentre lavariaciónde la superficie de contactoytiempode reacción?
Cuandola sustanciaconla que se trabajase hallaenestadosolido,el tiempode reaccióndepende
de la superficie alacual está expuestaenlareacción.Cuandolossolidosestánmolidosoengranos
aumentalasuperficie de contactoypor consiguienteaumentalaposibilidaddel choqueylareacción
esmas rápida
C = Concentración de reactivo[KIO₃] mol/L
𝜃 = tiempo(segundos)

4. 2) ¿Qué diferenciahayentre “velocidadde reacción”y“tiempode reacción”?
La velocidad de reacción es el tiempo que se tarda la reacción en producir productos,
mientras que el tiempo de reacción es el tiempo que tarda en producirse la reacción y su
unidad es el segundo.
3) Con losdatosexperimentalesanotadosenlaTablaNo.2 represente unagrafica,lavariaciónde la
concentraciónconrespectoal tiempo.
4) Calcule losdatoslavelocidadmediade lareacciónllevadaacaboen el experimentoNo.2
¿Qué significadotiene el signonegativoque se antepone al cálculo?
V media=
0.005−0.02
32−210
= 8.42*10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗𝑆
el signonegativonosindicaque existenreactivosque desaparecen
5) Explique conbase enloque establece lateoríade lascolisiones,cual esel efectose produce al
aumentarla concentraciónylatemperaturaenuna reacciónquímica
Segúnlateoría de lascolisionesal aumentarlaconcentración yla temperaturase tendrálaenergía
suficienteparahacerreaccionarlos reactivosenunareacciónquímica.
6) Construyaenpapel milimétrico,lagraficade LnӨ (eje Y) vs 1/T (eje X) donde Өeste ensegundosyt
enunidadesKelvin.
NOTA:la gráficadebe ajustarse poralgúnprocedimientomatemático,considerandosoloaquellospuntos
que siganla tendenciageneraldel fenómenode estudio
7) Calcule el valorde la energía de activación(Ea) para la reacciónllevadaacabo en el experimento
No.3. Exprese el resultadoenKJ/mol
m = 8244.24 k
b = -20.74
Ea = (8244.24)(8.314
𝐽
𝑚𝑜𝑙∗𝐾
) = 68542.66 J/mol
8) Establezcalaecuaciónque relacione el tiempode reacciónconlatemperaturay calcule el tiempo
que tardaría enllevarse acabo para estareaccióna 25˚C.
Y = mx + b
Ln 𝜃 = m
1
𝑇
+ b
Ln 𝜃 = 𝑚
1
𝑇
+ b con una T = 298 k, sustituimoslosvaloresde bym y calculamosel tiempo
m = 8244.24 k b = -20.74
Ln 𝜃 = 8244.24/298 – 20.74
Ln 𝜃 = 6.92 elevamosala 𝘦
𝜃 = 𝑒6.92= 1012.32 segundos
9) ¿Qué funcióndesempeñauncatalizador?Expliqueentérminosde suacciónsobre la energíade
activación.

5. Es una sustanciaque se adicionaa un sistemade reacciónparafavorecerlavelocidadperoque nointerviene
enel procesoy su presenciadisminuyelaenergíade activación.
10) ¿Qué importanciatiene desdeunpuntode vistaindustrial,el conocerlosfactores ycomomodifican
la velocidadde unprocesode transformaciónquímica?
Permite llevaracabo las reaccionesencondicionesmenosenergéticas(presiónytemperaturamenores) lo
que a nivel industrialsupone unahorrode energía.