1. Para la reacción

𝐶6𝐻5𝑁+ + 𝐻2𝑂

𝐶6𝐻5𝑂𝐻 + 𝑁2 + 𝐻+

𝑇(𝐾) 288.16 292.99 297.8 303.07 308.13 313.2 317.99 322.98 328.2

𝐾 × 105(𝑠−1) 0.93 2.01 4.35 9.92 20.7 42.8 81.8 158 301

Encuentre el valor del coeficiente pre exponencial y energía de activación para la ecuación

de Arrhenius

Sabiendo que

𝐾 = 𝑒 −𝜀𝑎𝑅𝑇

Aplicando Ln a la ecuacion

ln𝐾 = −𝜀𝑎𝑅

1

𝑇+ ln𝐴

Siendo una ecuación lineal de la forma

𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑏

Por lo tanto

𝑚 =−𝜀𝑎𝑅

𝑏 = ln𝐴

𝑇(𝐾) 𝐾 × 105(𝑠−1) 𝐾(𝑠−1) 1/𝑇 (𝐾−1) 𝑙𝑛(𝐾)

288.16 0.93 0.0000093 0.00347029 -11.5854962

292.99 2.01 0.0000201 0.00341309 -10.8147907

297.8 4.35 0.0000435 0.00335796 -10.0427496

303.07 9.92 0.0000992 0.00329957 -9.21837254

308.13 20.7 0.000207 0.00324538 -8.48279176

313.2 42.8 0.000428 0.00319285 -7.75638736

317.99 81.8 0.000818 0.00314475 -7.10864822

322.98 158 0.00158 0.00309617 -6.45033043

328.2 301 0.00301 0.00304692 -5.8058152

−13708 𝐾 =−𝜀𝑎

8.314𝐽

𝑚𝑜𝑙 𝐾

𝜀𝑎 = − −13708 𝐾 8.314𝐽

𝑚𝑜𝑙 𝐾 = 113968.312

𝐽

𝑚𝑜𝑙

35.99 = ln𝐴

𝐴 = 𝑒35.99 = 4.2683 × 1015

2. Huang y Daverman han estudiado la acetilación del cloruro de bencilo en solución

diluida a 102℃

𝑁𝑎𝐴𝑐 + 𝐶6𝐻5𝐶𝐻2𝐶𝑙 𝐶6𝐻5𝐶𝐻2𝐴𝑐 +𝐶𝑙− + 𝑁𝑎+

Usando concentraciones equimoleculares de acetato de sodio y cloruro de bencilo

0.757 𝑘𝑔𝑚𝑜𝑙/𝑚3. Se reportan los siguientes datos:

Tiempo (ks) 𝐶6𝐻5𝐶𝐻2𝐶𝑙 / 𝐶6𝐻5𝐶𝐻2𝐶𝑙 0

10.80 0.945

24.48 0.912

46.08 0.846

54.72 0.809

69.48 0.779

88.56 0.730

109.44 0.678

126.72 0.638

133.74 0.619

140.76 0.590

Determine el orden de la reacción, la constante de velocidad, la ecuación cinética para esta

temperatura.

En base a la teoría de uso de dos reactivos en cantidades equimoleculares se sabe que el

orden es 1

y = -13708x + 35.99R² = 0.9999

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0.003 0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 0.0035

𝑟𝐴 = −𝑑𝐶𝐴𝑑𝑡

= 𝑘1𝐶𝐴

Integrando en los límites

𝑡 = 0 ∶ 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴0

𝑡 = 𝑡 ∶ 𝐶𝐴 = 𝐶𝐴

− ln𝐶𝐴

𝐶𝐴 0= 𝑘1𝑡

Siendo una ecuación lineal de la forma

𝑦 = 𝑚𝑥

𝑚 = 𝑘1

Tiempo (ks) x ln x 10.8 0.945 -0.05657035 24.48 0.912 -0.09211529 46.08 0.846 -0.16723592 54.72 0.809 -0.21195636 69.48 0.779 -0.24974423 88.56 0.73 -0.31471074

109.44 0.678 -0.38860799 126.72 0.638 -0.449417 133.74 0.619 -0.47965001 140.76 0.59 -0.52763274

𝑘1 = 0.0035

𝑟𝐴 = −𝑑𝐶𝐴𝑑𝑡

= 0.0035𝐶𝐴

y = -0.0035x - 0.0091R² = 0.9965

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0 20 40 60 80 100 120 140 160

3. Uno de los ejemplos clásicos de reacciones reversibles que son de primer orden en

ambos sentidos, es la conversión del acido γ-hidroxibutiríco en su lactona en solución.

𝐵 𝐻2𝑂 + 𝐿

En solución acuosa, la concentración del agua puede considerarse constante. Los datos para

esta reacción son de Emmanuel y Knorre, determine el valor de las constantes.

@ 𝑇 = 25 ℃ 𝐶𝐵0= 182.3 𝑚𝑜𝑙/𝑚3

Tiempo (ks) 0 1.26 2.16 3 3.9 4.8 6 7.2 9.6 13.2 169.2

Concentración

de lactona

(𝑚𝑜𝑙/𝑚3)

- 24.1 37.3 49.9 61.0 70.8 81.8 90 103.5 115.5 132.8

−𝑑𝐶𝐵𝑑𝑡

= 𝑘1𝐶𝐵 − 𝑘1𝑖𝐶𝐿

Sabiendo que 𝐶𝐵0= 𝐶𝐵 + 𝐶𝐿 ∴ 𝐶𝐵 = 𝐶𝐵0

− 𝐶𝐿 y 𝐾 =𝑘1

𝑘1𝑖

−𝑑𝐶𝐵𝑑𝑡

=𝑘1 𝐾 + 1

𝐾(𝐶𝐵 − 𝐶𝐵𝑒𝑞 )

Si consideramos que

𝐾𝑟 =𝑘1 𝐾 + 1

𝐾

−𝑑𝐶𝐵𝑑𝑡

= 𝐾𝑟 (𝐶𝐵 − 𝐶𝐵𝑒𝑞 )

Integrando en los límites

𝑡 = 0 ∶ 𝐶𝐵 = 𝐶𝐵0

𝑡 = 𝑡 ∶ 𝐶𝐵 = 𝐶𝐵

− ln 𝐶𝐵 − 𝐶𝐵𝑒𝑞

𝐶𝐵0− 𝐶𝐵𝑒𝑞

= 𝐾𝑟𝑡

Siendo una ecuación lineal de la forma

𝑦 = 𝑚𝑥

Donde 𝑚 = 𝐾𝑟 =𝑘1 𝐾+1

𝐾

𝑘1 = 𝐾𝑟 𝐾

𝐾 + 1

Tiempo [L] [B] - ln (CA-CAe)/(CA0-CAe) 0 0 182.3 0 1.26 24.1 158.2 0.200252443 2.16 37.3 145 0.32971799 3 49.9 132.4 0.471209175 3.9 61 121.3 0.614959761 4.8 70.8 111.5 0.761709852 6 81.8 100.5 0.957018604 7.2 90 92.3 1.132306134 9.6 103.5 78.8 1.511256721 13.2 115.5 66.8 2.038137736 169.2 132.8 49.5

𝐾 =𝑘1

𝑘1𝑖

= 𝐿 𝑒𝑞 𝐵 𝑒𝑞

=132.8

49.5= 2.6828

𝑘1 = 0.1554 2.6828

2.6828 + 1

𝑘1 = 0.1132

Sabiendo que

𝐾 =𝑘1

𝑘1𝑖∴ 𝑘1

𝑖 =𝑘1

𝐾=

0.1132

2.6828= 0.04219

y = 0.1554x + 0.0071R² = 0.9997

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 2 4 6 8 10 12 14