2H2O2 (ac) 2H2O + O2 - UNAMdepa.fquim.unam.mx/amyd//archivero/2015CATALIZ... · Calcular el orden...
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Descomposición catalíticadel peróxido de hidrógeno
2H2O2 (ac) 2H2O (l) + O2 (g)
H2O2 (ac) H2O (l) + ½ O2 (g)
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I. OBJETIVO GENERALAnalizar el efecto que tiene la adiciónde un catalizador sobre la rapidez deuna reacción.II. OBJETIVOS PARTICULARES
a.Aplicar el método integral para evaluar
las constantes de rapidez de reacción adiferentes concentraciones de catalizador.
r = k(A)n
b. Seleccionar la técnica analíticaadecuada para seguir el avance de lareacción.
c. Determinar el orden de reacción respecto alsustrato y al catalizador.
Catkk c
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III. PROBLEMADeterminar la ecuación de rapidez de
reacción para una reacción catalítica.
UN CATALIZADOR
Es una sustancia que acrecienta la rapidez de unareacción química, pero que puede recuperarse sincambios después de la reacción.
Sustancias que proveen un mecanismo alterno
con una Ea menor
que la de la reacción sin catalizar, por lo que la rapidez aumenta.
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Reacción no catalizada
Reacción catalizada
ΔE
ξ
Ep‡
‡
Una cantidad pequeña de catalizador ejerce un
efecto considerable en la rapidez, ya que actúa con un mecanismo alterno en la reacción.
PERFIL
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RápidaH2O2(l)
cat ½ O2(g) + H2O(l)
CATALIZADORES POSIT o NEG, INH,
CAT BIOLOGICOS
Determ cuantitativa: KI, K2Cr2O7
Determ cualitativa: ENZIMAS
Catalaza en el jugo de papa o zanahoria
2H2O2 (l) 2H2O(l) + O2 (g)
REACCIÓN LENTA (hetero)
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Por lo tanto: rapidez total de la reacción
cotot rrr
ctotoc rrrr ,
n
ctot OHCatkr 22
n
tot OHkapr 22
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productos
Reactivos productos
Sin catalizador
Con catalizador
r0
r0
rC
r=ko[H2O2]n
2H2O2 2H2O + O2 (g)
r=ko[H2O2]n + kc[CAT] [H2O2]
n
r = {ko+kc[CAT]} [H2O2]n
r=kaparente[H2O2]n
Reactivos
cotot rrr
ctotoc rrrr ,
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EXPERIMENTALMENTE
Calcular el orden de reacc para el peróxido por el metodo integral determinanando la Kap
Análisis de variablesT (temp amb)
P (Cd de México)
t (min)
V volumen en mL
Conc PEROXIDO 1.5% en vol
Catalizador DICROMATO 0.01M
n
tot OHkapr 22
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Aplicación del método integral para conocer Kap a
diferentes [Cat].
Orden cero
0cktc tt
i
tttt
OHV
Odevol
OHV
22.max
2
22
.
.max0
.max
Vc
VVc tttt
2H2O2 2H2O + O2 (g)
max.max VtKVV aptt
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Orden cero
max.max VtKVV apt
Primer orden
.max.max )( LnVtKVVLn apt
max.max
11
VtK
VVap
tt
Segundo orden
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PARA DETERMINAR LA Kc
En este caso:
Catkk cap
Podemos construir una
grafica k vs. [Cat], con ordenada al
origen en cero
donde la pendiente equivale a kc.
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PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
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Ln k
ae
b)
m=Ln kc
Ln k0
kap = ko+kc[CAT] Ln [CAT]
Problema:
a)Determinar el orden de la reacción respecto a H2O2.
b)Calcular los valores de k0 y kc
CONCLUSION
2H2O2 2H2O + O2 (g)
n
ap OHkdt
OHd][
][22
22a)
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ÉXITO DE LA PRACTICA
GASÓMETRONO TENGA FUGAS
DETECTAR POSIBLES FUGAS
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Calculo de cantidad de VOLUMEN máximo
O2
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002453.022OH
nDe acuerdo con: H2O2 → H2O + ½O2
00122.02
22
2
OH
O
nn
p
RTnV
O2
.max atm
Kmol molK
atL
77.0
15.298082.000122.0
CamLLV o2594.3803894.0.max