OBJETIVO:
Deducir a partir de la experiencia en qué forma
afectan ciertos factores a la velocidad de una reacción química.
FUNDAMENTO TEÓRICO
La velocidad de una reaccción es la rapidez con que los
reactivos se transforman en los productos.
Depende de varios factores:
1- Del
grado de división de los reactivos
2- De
la temperatura del medio en que tiene lugar la reaccción.
3- De
las concentraciones de los reactivos.
4- De
la presencia de catalizadores.
Con muy pocas excepciones, la velocidad de la reacción
aumenta con la temperatura. Por el contrario, una forma efectiva para preservar
alimentos consiste en guardarlos a temperaturas bajo cero, para que de esta forma
la velocidad de descomposición bacteriana disminuya.
Parece lógico suponer -y generalmente es cierto- que las
reacciones químicas ocurren como resultado de las colisiones entre las
moléculas reaccionantes. En términos de las teorías de las colisiones de la
cinética química, es de esperarse que la velocidad de una reacción sea
directamente proporcional al número de colisiones moleculares por segundo. Esto
explica la influencia de la concentración y del grado de división de los
reactivos sobre la velocidad.
Se llaman catalizadores a las sustancias que intervienen en
las reacciones, acelerándolas o retardándolas y que siguen presentes al
finalizar la reacción, es decir que no se consumen en esta, no son parte de los
productos reaccionantes. Las sustancias que retardan la velocidad de reacción
se denominan inhibidores.
El peróxido de hidrógeno (H2O2),
también conocido como agua oxigenada, es un compuesto químico con características de un
líquido altamente polar, ligeramente más viscoso que el agua. Es conocido por
ser un poderoso oxidante.
A temperatura ambiente es un líquido incoloro con sabor
amargo. El peróxido de hidrógeno es inestable y al calentarlo o por exposición
a la luz se descompone con facilidad en oxígeno y agua por lo que se conserva
en envases opacos. El agua oxigenada se utiliza como desinfectante. Cuando se
aplica a una herida, el peróxido se pone en contacto con una enzima presente en
la sangre, la catalasa, que lo descompone rápidamente. Como muchas de las
bacterias patógenas son anaerobias, mueren.
MATERIAL Y REACTIVOS
Hierro, zinc, aluminio, dos disoluciones de HCl con distinta
concentración. Disolución 0’3 M de KI y H2O2.
PROCEDIMIENTO
Cada reacción la repetiremos dos veces, cambiando en cada
caso uno de los factores y manteniendo iguales los demás. Debes medir el tiempo
que tarda en producirse la reacción completa cada vez.
- Influencia del grado de división de
los reactivos.
Reacción: Fe +2 HCl --------- Fe Cl2 +H2
Primero probaremos con hierro en
trozos y luego con limaduras de hierro, utilizando en los dos casos las mismas
cantidades de HCl y de hierro.
¿En qué forma afecta el grado de
división de los reactivos a la velocidad de reacción?
- Temperatura ambiente.
Reacción: 2Al +6 HCl ----------------- 2AlCl3 + 3H2
Haremos reaccionar las
sustancias a temperatura ambiente y luego con HCl algo más caliente, utilizando
en los dos casos las mismas cantidades iniciales de reactivos.
Conclusión:
¿En qué caso es mayor la velocidad de reacción?
- Concentración de los reactivos.
Reacción: Zn + 2 HCl ------------- ZnCl2 + H2
Realiza las reacciones con dos
disoluciones de HCl de concentraciones bastante distintas y el mismo volumen de
disolución y masa de zinc.
¿Qué observas?
- Presencia de un catalizador
Reacción: 2 H2O2→ 2 H2O + O2
Echa 30 ml de agua oxigenada en
una probeta de 100 ml. Observa las burbujas de oxígeno que se desprenden por
descomposición.
Añade 10 ml de la disolución de
KI 0’3 M. ¿Qué ocurre? Explícalo.
Esta experiencia se realiza en
una probeta de 100 ml donde se añaden 30 ml de peróxido de hidrógeno comercial
de 110 volúmenes (30% en masa) y una pequeña cantidad de lavavajillas
(aproximadamente 1 ml) para poner
más de manifiesto el desprendimiento del oxígeno gaseoso. Se debe colocar la
probeta sobre un recipiente, pues tras la reacción se liberará gran cantidad de
espuma que llegará a rebosar.
Al añadir solo el agua oxigenada
no se aprecia la descomposición, pero esta reacción se acelera
cuando se añaden 10 ml de una
disolución de yoduro de potasio 0,3
M (0,5% en peso). El anión yoduro actúa de catalizador y
aparece de forma espectacular más y más espuma empujada hacia arriba debido al
oxígeno desprendido en la reacción. Al ser la reacción fuertemente exotérmica,
parte del agua formada está en fase de vapor.
