Efecto de la temperatura sobre la rapidez de

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Efecto de la temperatura sobre la rapidez de

reacción

Ileana Nieves Martínez Quim 4052

Laboratorio de Química Física II

Propósito

Para la reacción de hidrólisis ácida de un éster, determinar:

la constante específica de rapidez, k, en función de la temperatura usando análisis volumétrico.

la energía de activación, Ea.

Reacción de acetato de metilo

     

   

1

3 3

1 3 3

(3 )

(3 ) d HAc d E

k E a

dt dt

d CH COOCH

k CH COOCH b

dt

   

   

   

   

 

 

 

      

' 1 2

3 3 2 / 3 3

( ) ( )

'

1 3 3 2 2 3 3

(1)

(2)

k

k H

E HAc

CH COOCH H O CH COOH CH OH

d HAc

k CH COOCH H O k CH COOH CH OH dt





3 313 3 0

Separando variables e integrando:

lnCH COOCH   k t lnCH COOCH (4)

≈ 0

En soluciones diluidas y en tiempos inicales (k1’[H2O]) = k1y la concentración de los productos es descartable:[P]→ 0, entonces la ecuación (2) se aproxima a:

≈ 0

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2 Relación con propiedad física

Propiedad física

Volumen de NaOH titula el:

•HCl (agente catalítico)

•HAc formado

En tiempo t:

•MNaOHVNaOH= mmoles HAc + mmoles HCl

•mmoles HAc = MNaOHVNaOH− mmoles HCl

•mmoles HAc = MNaOHVNaOH− (5 mL) MHCl

' 1 2

3 3 2 / 3 3

k k H

CH COOCH H O CH COOH CH OH



Despejando por los mmoles del ácido:

Asociación con V

NaOH

     

' 1 2

3 3 2 / 3 3

0

Para la reacción en equilibrio:

( ) (5)

k

k H

t

CH COOCH H O CH COOH CH OH

E E x x HAc x

 

  





    

Et E0HAc

 

   

 

     

 

0 0

0 0

0

:

(6)

5 100 (7)

NaOH NaOH HCl HCl alic

E E

rx E

M V M V

t V x

donde V

E M V

E E

V mL E mL HCl

 

 

Gráfica para determinar k

T

ln [E]0

t m = ─ kT

ln[E]

   

0

0

t

Et V V

E V V

 

 

1

 

0

ln E    k t ln E

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3

Efecto de temperatura a nivel molecular

T1 T2

Energía de activación

 

  

  

2 2

'

ln C f

C r

Ecuación de Van t Hoff

k C D

d K H E

donde K

dT RT RT k A B

 

   

 

 

 

 

2 2

2

ln ln

:

ln ln ln exp a

f f r r

E

a a

RT

d k E d k E

I I

dT RT dT RT

Ecuación de Arrhenius

d k E E

k A k A

dT RT RT

 

 

 

2 2

ln ln

:d kf d kr E Ef Er entonces

dT dT RT RT

 

  

f r k

ABkCD

Parámetros de la ecuación

A

Factor de frecuencia de choques o factor pre- exponencial.

Ea

Relacionada a la energía de enlaces, necesaria para formar el complejo activado.

exp(-Ea/RT)

factor de Boltzman-fracción de moléculas que tienen energía de activación

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Progreso de reacción

EnergíaPotencial

Reactivos

Productos

lnkT

1/T

m = − Ea/R

Gráfica para determinar E

a

ln ln Ea

k A

RT ln A

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