La velocidad con la que se produce una reacción química es muy importante. Tanto desde el punto de vista del conocimiento del proceso como de su utilidad a escala industrial, interesa conocer la velocidad de la reacción química y aquellos factores que pueden hacer variar dicha reacción.
Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada (si tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un reactivo) por unidad de tiempo.
La rapidez de una reacción quimica no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de dicho reactivo, y la velocidad es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de la reacción. La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los reactivos o productos a través del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacción necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, o bien la cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo. La velocidad de reacción química se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en moles/s.
Son varios los factores que influyen en la velocidad de una reacción química. Uno de ellos fundamental es la concentración de los reactivos y el otro la temperatura. El aumento de la concentración de los reactivos hace más probable el choque entre dos moléculas de los reactivos, con lo que aumenta la probabilidad de que entre estos reactivos se lleve a cabo la reacción quimica.2,5,13,17
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Cuando se compara los resultados del Di-n propil acetal del benzaldehído obtenidos del benzaldehído y del n-propanol en el Cuadro 01 con los del Cuadro 02 se observa que el tiempo para la obtención de cada uno los volúmenes de agua a 70°C, es menor que a 50°C, por lo que la Velocidad de Reacción química se ve incrementada con la Temperatura.
En el Grafico 01, la relación entre logaritmo Ln ([𝑃]𝑓/([𝑃]𝑓 − [𝑃]𝑡) vs tiempo (min) es una línea recta cuya ecuación es:
y = 0.000047+-0.0039 con un coeficiente de R² = 0.9051 lo que indica que en las condiciones experimentales a 50°C, la reacción sigue un comportamiento de primer orden.En el Grafico 02, la relación entre logaritmo Ln ([𝑃]𝑓/([𝑃]𝑓 − [𝑃]𝑡) vs tiempo (min)es una línea recta cuya ecuación es:
y = 0.000048X-00.0035 con un coeficiente de R² = 0.9564
lo que indica que en las condiciones experimentales a 70°C, la reacción sigue un comportamiento de primer orden. En el cuadro 03, las constantes de velocidad de reacción (k) fueron de 0.000078 min-1 a 50°C y de 0.000081 min-1 a 70°C; esto demuestra que cada constante de velocidad de reacción (k) tiene una dependencia de la temperatura, que es dada usualmente por la ecuación de Arrhenius:
k = Ae
Ea/RTEn el Cuadro 04, de acuerdo a la energía de activación para la síntesis del Di-n-propil acetal del benzaldehído, se determina que necesita una minina cantidad de energía para que la reacción química se inicie. Con los tiempos de la vida media ocurre que un incremento de temperatura aumenta la velocidad de reacción química.
Del Cuadro 05, se reporta reacciones químicas cualitat ivas para la identificación de los reactantes (Benzaldehído y n-Propanol) y el benceno, donde para la 2,4 dinitrofenilhidrazina dió negativo, lo que significa que el análisis realizado con el producto no hay presencia de la Benzaldehído (no presencia del grupo carbonilo), de
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lo contrario daría un precipitado color rojo lo que indica presencia del grupo carbonilo, la reacción con el bisulfito de sodio se reportó negativo porque no se forma un precipitado, si se presentara la formación del precipitado indica que hay grupo carbo nilo en el producto, con la reacción de zimmermann dio negativo ,porque con la presencia del grupo carbonilo hay la formación de una coloración violeta que indicaría que el resultado es positivo, con la reacción del nitrato de cerio, el reporte fue negativo porque con la presencia del grupo hidroxilo hay la formación de un color rojo, con la reacción de ensayo de Lucas dio negativo porque con la presencia de grupos hidroxilos hay la formación de una emulsión lo que daría una reacción positiva, con la reacción del xantato el resultado fue negativo, porque con la presencia de grupos hidroxilos hay la formación de un precipitado color amarillo; La reacción de nitración, el resultado dió negativo, ya que el resultado positivo es la formación de una capa aceitosa de color amarillo, lo que indicaría la presencia de benceno (reacción de sustitución electrofílica aromática), la reacción con el formaldehido-ácido sulfúrico s e reportó negativo, porque con la presencia de un grupo aromático como el benceno la reacción sería positiva por la formación de un color rojo ó azul. Lo que indica que el producto sintetizado no hay la presencia de los reactantes como el benzaldehído, n-propanol y el solvente benceno, todas las reacciones de identificación dieron negativas, lo que significa que el análisis realizado en el producto obtenido no hay presencia del grupo carbonilo, tampoco hay la presencia del grupos hidroxilo y del benceno, en consecuencia deducimos que nuestro producto es el Di-n-propil acetal del benzaldehído8,16,17.
En el Cuadro 06, al realizar la determinación del punto de ebullición del Di-n-Propil acetal del Benzaldehído fue de 198.5C° debido al elevado peso molecular que presenta esta molécula y por la presencia de 2 átomos de oxigeno que se encuentra en la estructura permite la formación de puentes de hidrógenos que requiere mayor energía.
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En el Cuadro 07, Se determinó la densidad del Di-n-Propil acetal del Benzaldehido por el método del picnómetro, cuyo valor fue de 1,015 a una temperatura de 22°C, se tuvo que tener en cuenta la temperatura ya que al variar esta, varía la densidad del agua, que se toma como referencia para los cálculos.
En el Cuadro 08, se reporta el índice de refracción del producto Di-n-Propil acetal del Benzaldehído, esta determinación se utilizó el instrumento llamado refractómetro, cuyo valor fue de 1,585 el cual es mayor con respecto a los acetales alifáticos.
En el grafico 03, al realizar el espectro uv-vis del Benzaldehído presenta una absorbancia de 0.4928 a una longitud de onda de 248 nm con un 32.15% de transmitancia.
En el grafico 04, al realizar el espectro uv-vis del n-Propanol presenta una absorbancia de 0.64761 a una longitud de onda de 192 nm con un 22.51% de transmitancia.
En el grafico 05, al realizar el espectro uv-vis del di-n-propilacetaldel benzaldehído presenta una absorbancia de 0.666772 a una longitud de onda de 282 nm con un 21.49% de transmitancia.
El Cuadro 09, se encuentra los porcentajes de rendimiento q u e f u e r o n de 64% y 68% a 50°C y 70°C respectivamente para la síntesis de D i - n - P r o p i l a c e t a l d e l B e n z a l d e h í d o ; es aceptable, con el porcentaje de rendimiento teórico que es de aproximadamente del 70-75%.