Mecanismo de reacción

Bromación de Acetona

Química 4052

Laboratorio Química Física II

Ileana Nieves Martínez

Propósito

Por el mecanismo para la reacción de bromación de acetona determinar,

 la ley de rapidez de reacción usando el la aproximación del estado estacionario.

 utilizando absorbencia como propiedad física,

 el orden con respecto a cada especie

 la constante específica de rapidez

 aplicando el método de Aislación de Ostwald.

I

Mecanismo de reacción

CH3C O

CH3 Br2 CH₃C O

CH₂Br Br^- H⁺

+ + +

CH3C OH

CH3 K

CH3C O

CH3 + H⁺

A I

CH3C OH

CH3 + H2O k₁/H₂O

k 1

CH3C CH2 OH

H3O⁺ + E

OH

Br

+ CHC

O

CHBr + Br^- + H⁺ Equilibrio

Paso lento

k2 - (1)

(2)

(3)

Representación gráfica de especies en el mecanismo

[C]

t [P]

[R]

[I]    

0

es es

I d I

t d t



    

    

   

Mecanismo de reacción

C H3C O

C H3 Br2 C H₃C O

C H₂Br Br^- H⁺

+ + +

C H3C O H

C H3 K

C H₃C O

C H₃ + H⁺

A I

C H3C O H

C H3 + H2O k1/H2O

k 1

C H₃C C H₂ O H

H3O⁺ + E

C H3C C H2 O H

Br2

+ C H3C

O

C H2Br + Br^- + H⁺ Equilibrio

Paso lento

P k2

- (1)

(2)

(3) I

Rapidez de reacción neta de acuerdo a mecanismo

      

     

2 2

2 (1)

neta

r productos d P k Br E dt

d P d Br d Ac

dt dt dt

 

   

neta formación desaparición

r





 

 

1 2 /

3

2

2

1) 2) 3) neta :

K

k H O k

k

k

Ac H I

I E H O

E Br P Br H

Ac Br H P Br H



 

 

 

  





   

    









Rapidez de reacción neta deacuerdo a mecanismo

          

          ^{ }

1 1 3 2 2

1 1 3 2 2

(2)

:

(3)

neta

neta

r enol d E k I k H O E k Br E dt

factor común

r enol d E k I k H O k Br E

dt









 

     

 

    

 

 

1 2 /

3

2

1) 2) 3)

K

k H O k

k

Ac H I

I E H O

E Br P Br H



 

 

 





   









Aproximación de Estado estacionario

    0 1 





neta es

es

r enol d E k I k H O k Br E

dt





   

      

   



 



es

E k I

k_ H O^ k Br

   

   



 



   

 

  

por lo tanto:

es (6) d P k Br E

dt 

Condiciones experimentales

 

 

 

#1 ^I (7)

de paso K Ac H I K A H



 

   

    

Nota: Con altas concentraciones de hidronio estas condiciones

     

 1^{2 2 1}2 2

d P k Br k I

dt k H^ k Br

   

   

   

1

d P d Br (9)

k K A H k A H

dt dt

donde k k K

 

   

      



      



  

2

1 2 2

(7) (6)

(8) Sustituendo en

k k K Br A H d P d Br

dt dt k H k Br







 

 

  

  

 

 

2 2 1

bajo condición: k Br k_ H^

Ley de rapidez de reacción

     

   

   

2

2

2 0 2

1

(10)

' ' 1 (11)

donde ' 160 400 (12)

a b c

a b

d Br k A H Br dt

d Br A

k Br k

dt t b

k A H y M cm a nm







 

 

   

  

      

 

    

 

 

 

   

 

 

2 0

0

0

Separando variables e integrando:

' ' (13)

' (14)

Brt t

t Br

t

d Br k dt Br Br k t

Br k t Br

    

  

 

Gráfica

Absorbencia o [Br₂]

t Pendiente = ─ k’ = ─ k [A] [H⁺]

  ^Br

^{  k t ' }   ^Br

[Br₂]₀

Interpretación de datos cinéticos

 Método de aislación de Ostwald:

     

0

a b c

dA r k A B C

dt

 

   

[C]

t [R]

0

C t

 

 

 

 

       

 ⁰⁰²¹

      



a b n

a b n

r k A B C

r k A B C





Método de aislación de Ostwald y rapidez inicial. (Ejemplo)

 

   

0 0

0 0

Variando A y dejando constante H r I k

r II

 

 



 

I I

A H^ k

 

a b

II II

A H^

 

 

(15)

a I a II

A A



   

 

 



 ^{ }

0

ln 0

1 7 ln ^I

II r I

r II A

A

a

     

   

 

0 0

0 0

ln ln ln (16 )

a

I I

II II

A A

r I

r II A a A

 

   

       

   

     

      