PRACTICA 1

DETERMINACION DE LA LEY DE VELOCIDAD cinética de la inversión de la sacarosa

COCHABAMBA – BOLIVIA

Contenido

INVERSIÓN DE LA SACAROSA...................................................................................................3

1. OBJETIVOS.....................................................................................................................3

1.1. Objetivo general........................................................................................................3

1.2. Objetivos específicos................................................................................................3

1

ESTUDIANTES: GALARZA CESPEDES JUAN DIEGO MOLINA FERREL PAOLA ALEJANDRA OLGUIN AGUILAR CAROLINA VARGAS BUSSTILLOS KAREN VILLCA PINTO MARIA FERNANDA

GRUPO: MARTES 1DOCENTE: LIC. BERNARDO LÓPEZ ARCEMATERIA: LABORATORIO DE REACTORESFECHA: 24/10/2014

COCHABAMBA-BOLIVIA

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

CARRERA DE INGENIERIA QUÍMICA

2. INTRODUCCIÓN.............................................................................................................3

3. FUNDAMENTO TEÓRICO..............................................................................................3

3.1. Cinética Química.............................................................................................................3

3.2. Propiedades ópticas de las soluciones de la sacarosa...................................................6

3.3 Lectura del ángulo de rotación por inversión de la sacarosa a partir del polarímetro......7

4. METODOLOGÍA..............................................................................................................8

4.1. Calibración del polarímetro..............................................................................................8

4.2 Tratamiento de datos......................................................................................................11

5. MATERIALES Y REACTIVOS.......................................................................................14

Materiales:............................................................................................................................14

Reactivos:.............................................................................................................................14

6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL............................................................................15

6.1. Preparación de las soluciones.......................................................................................15

6.2. Medición de la rotación óptica.......................................................................................15

7. CALCULOS Y RESULTADOS.......................................................................................15

7.1. Preparación de soluciones.-..........................................................................................15

8. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.-....................................................................23

8.1. Observaciones.-............................................................................................................24

8.2. Conclusiones.-...............................................................................................................24

9. Bibliografía.-...................................................................................................................24

INVERSIÓN DE LA SACAROSA

2

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo general

Estudiar y determinar la cinética de la inversión de la sacarosa catalizada con acido

clorhídrico de reacción de primer orden.

1.2. Objetivos específicos

Obtener el valor de la constante cinética.

Hallar analíticamente los valores de α, β y ϒ, mediante método integral.

Relacionar la concentración con la rotación óptica.

2. INTRODUCCIÓN.

Se entiende por velocidad de reacción la variación por unidad de tiempo de la concentración de

un reactante o de un producto de la reacción.

La velocidad de una reacción depende de la naturaleza de las sustancias, de la temperatura, de

la concentración de los reactivos, en algunos casos especiales también de la concentración de

los productos y de la presencia de catalizadores; por lo tanto, al avanzar la reacción y

modificarse la concentración de los productos y reactivos se espera que varié la velocidad. Para

hacer el estudio cinético de la inversión de la sacarosa provocamos la hidrólisis de la misma

añadiendo un medio ácido.

Seguimos el proceso de la reacción mediante polarimetría, ya que la sustancia de estudio

presenta asimetría. De este modo podremos determinar la constante de velocidad, la energía

de activación, el orden de reacción, y podrá proponerse un mecanismo de reacción.

La aplicabilidad de este estudio reside en conocer el comportamiento de la sacarosa, así como

su funcionalidad que dependiente de la estructura.

3

3. FUNDAMENTO TEÓRICO .

3.1. Cinética Química.

La cinética química es el campo de la química que se ocupa de la rapidez o velocidad de las

reacciones, así como de los mecanismos de las mismas.

Es muy importante resaltar que la cinética química es hoy por hoy un estudio puramente

empírico y experimental, pues a pesar de la gran cantidad de conocimientos sobre mecánica

cuántica aplicada a la química (química cuántica) que se conocen, siguen siendo insuficientes

para predecir ni siquiera por aproximación la velocidad de una reacción química. Por lo que la

velocidad de cada reacción se determina experimentalmente.

3.1.1 Velocidad de Reacción.

Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia formada (si

tomamos como referencia un producto) o transformada (si tomamos como referencia un

reactivo) por unidad de tiempo.

La velocidad de reacción no es constante. Al principio, cuando la concentración de reactivos es

mayor, también es mayor la probabilidad de que se den choques entre las moléculas de

reactivo, y la velocidad es mayor. A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la

concentración de los reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de

la reacción.

La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la concentración de uno de los

reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto es, para medir la velocidad de una reacción

necesitamos medir, bien la cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, bien la

cantidad de producto que aparece por unidad de tiempo.

La velocidad de reacción se mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es

decir mol/(l·s).

La velocidad de aparición del producto es igual a la velocidad de desaparición del reactivo. De

este modo, para una reacción química hipotética:

a A + b B → g G + h H

La velocidad de reacción se define como:

4

r = k [A]a[B]b

Donde los corchetes denotan la concentración de cada una de las especies; "r" denota la

velocidad de reacción y "k" es la constante de velocidad.

3.1.2 Orden de Reacción.

V = k [A] Primer orden.

V = k [A] [B] Segundo orden

V = k [A]2 Segundo orden.

V = k [A]2 [B] Segundo orden respecto A y primero respecto a B.

3.1.3 Factores que afecta la velocidad de reacción

3.1.3.1. Temperatura

Por norma general la rapidez de reacción aumenta con la temperatura porque así se incrementa

la energía cinética de las moléculas. Con mayor energía cinética, las moléculas se mueven más

rápido y chocan con más frecuencia y con más energía. El comportamiento de la constante de

velocidad o coeficiente cinético frente a la temperatura puede ser descrito a través de la

ecuación de Arrhenius, que detallaremos más adelante en el apartado destinado a describir la

energía de activación.

Para un buen número de reacciones químicas la velocidad se duplica aproximadamente cada

diez grados centígrados.

3.1.3.2. Estado físico de los reactivos

Si en una reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de contacto es menor y su

velocidad también es menor. En cambio, si el área de contacto es mayor, la velocidad también

es mayor.

5

3.1.3.3. Presencia de un catalizador

Los catalizadores aumentan la rapidez de una reacción sin transformarla. La forma de acción de

los mismos se basa en modificar el mecanismo de reacción, empleando pasos elementales con

menor energía de activación.

Existen catalizadores homogéneos, que se encuentran en la misma fase que los reactivos (por

ejemplo, el hierro III en la descomposición del peróxido de hidrógeno) y catalizadores

heterogéneos, que se encuentran en distinta fase (por ejemplo la malla de platino en las

reacciones de hidrogenación).

Los catalizadores también pueden retardar reacciones y no sólo acelerarlas.

3.1.3.4. Concentración de los reactivos

La mayoría de las reacciones son más rápidas cuanto más concentrados se encuentren los

reactivos. A mayor concentración, mayor frecuencia de colisión.

3.1.4 Energía de Activación.

En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer una

cantidad mínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de las

moléculas que colisionan. La energía cinética sirve para originar las reacciones pero, si las

moléculas se mueven muy lentamente, sólo rebotarán al chocar con otras moléculas y la

reacción no sucederá.

La constante de la velocidad de una reacción (k) depende también de la temperatura ya que

la energía cinética depende de ella. La relación entre k y la temperatura está dada por la

ecuación de Arrhenius:

Donde A es el factor de frecuencia.

6

3.2. Propiedades ópticas de las soluciones de la sacarosa.

El azúcar de caña y los productos de su descomposición pertenecen al género de las

sustancias óptimamente activas, es decir sustancias capaces de cambiar la posición del plano

de polarización de la luz polarizada que las atraviesa (una luz en el que las oscilaciones se

verifican en un plano determinado). La actividad óptica está vinculada con la presencia de

átomos asimétricos de carbono en la molécula. Los isómeros ópticos se distinguen uno del otro

por su estructura como un objeto asimétrico de su imagen especular. Por sus propiedades

físicas y químicas tales moléculas son iguales y solo se diferencian El ángulo de

desplazamiento del plano de oscilación del haz polarizado se denomina ángulo de rotación del

plano de polarización, y se denota por a, el cual es directamente proporcional a la longitud de

celda l, y a la concentración de la sustancia activa c en g/ml, de donde a es el coeficiente de

proporcionalidad, generalmente este corresponde a la rotación específica a la línea D del sodio

a 20°C, cuyo longitud de onda es de 589,3 nm.

La influencia de la longitud de onda λ en la capacidad giratoria (dispersión rotacional) se

describe aproximadamente por la regla de Biot:

La rotación específica del plano de polarización en la sacarosa es constante y puede servir para

determinación de la concentración de azúcar.

La sacarosa gira el plano de polarización hacia la derecha (a=66,55°) y la mezcla de los

productos de la inversión hacia la izquierda (af=-91,9°). Por ello a medida del transcurso de la

inversión el ángulo de rotación del plano de polarización disminuye, pasando por cero y luego

pasa a ser negativo llegando hasta un valor constante α∞.

La velocidad de inversión de la sacarosa se establece por la variación del ángulo de rotación

del plano de polarización de la función a estudiar el cual varía en función del tiempo. El

seguimiento del ángulo de rotación se realiza a través del polarímetro.

7

3.3 Lectura del ángulo de rotación por inversión de la sacarosa a partir del polarímetro.

En el laboratorio se dispone de un polarímetro constituido por un prisma de Nicol, las

mediciones en este equipo se basan en el ajuste de la semi-sombra que se observa en el ocular

del equipo.

Cuando está presente una sustancia óptimamente activa, el ángulo de rotación generado se

identifica al visualizar a través del lente dos regiones con una iluminación débil igual, figura (2b),

en otras posiciones del analizador el campo visual está dividido nítidamente, en cuanto a la

iluminación en dos regiones, o todo está bien iluminado.

Si la posición semi sombreada ha sido hallada correctamente entonces el mas mínimo giro del

analizador hacia la derecha figura (2c) o hacia la izquierda figura (2a) altera la uniformidad de

iluminación hasta poner en contraste agudo la iluminación de ambas mitades del campo visual.

El polarímetro se calibra introduciendo agua al tubo del polarímetro, cuya posición debe de ser

cero (0).

El polarímetro dispone de tres botones; el botón azul se oprime para calibrar el polarímetro, y

los otros dos para girar el ángulo de rotación.

4. METODOLOGÍA.

4.1. Calibración del polarímetro.

Primero se debe calibrar el polarímetro con el agua porque como ésta no es quiral se supone

que el plano de luz polarizada no debe rotar. Se realiza varias veces y se promedia para

obtener el cero y evitar el error de una sola lectura.

8

fig1 fig 2 fig3

Lo siguiente consiste en realizar las mediciones de sacarosa en agua, cuyos monómeros

constituyentes, por estar en forma glucosídica, no cambian de conformación en disolución. Al

igual que la anterior, se realizan tres lecturas para poder hacer un promedio. Esta lectura sirve

para calcular la rotación específica inicial, en la que el grupo hidroxilo del carbono asimétrico

más lejano al carboxilo está involucrado en el ciclo.

Hidrolizacion de la Sacarosa en Medio Acido.

El proceso de inversión del azúcar es la descomposición hidrolítica de la sacarosa C12H22O11 en

la glucosa y la fructosa y se acompaña con la variación de la dirección del ángulo de rotación

del plano de polarización:

9

Esta reacción es prácticamente irreversible y por su mecanismo pertenece a las reacciones

bimoleculares. Por consiguiente, su velocidad puede ser calculada por la ecuación:

La cual sería una reacción de segundo orden, ahora bien tomemos en cuenta las siguientes

consideraciones:

l. La inversión se verifica en solución acuosa en donde la concentración molar de agua es

considerablemente mayor que la concentración molar de la sacarosa.

2. La disminución del agua por cuenta de la reacción es pequeña en comparación con la

cantidad total del agua en el sistema, y su contenido puede tomarse como constante incluso en

las soluciones relativamente concentradas.

Por lo cual la ecuación (1) se transforma en una expresión de primer orden respecto a la

concentración de la sacarosa:

Cuya constante de velocidad puede ser calculada por la ecuación:

donde:

Co: concentración inicial de la sacarosa.

10

Cf: Concentración de sacarosa en un tiempo t, recuerde que Cf es igual a Co–Cf , de donde Cf

es igual a la concentración de la sustancia que ha reaccionado durante el periodo de tiempo

transcurrido.

t : es el tiempo que ha transcurrido, desde el inicio de la reacción, hasta el momento de la

medición.

La velocidad de reacción, en ausencia de catalizador es baja, por lo cual la presencia de iones

hidrógeno en la solución puede acelerar la reacción.

Método de Guggenheim

Relaciona la rotación óptica (α, α0 y α∞) con la ecuación cinética mediante la siguiente

expresión:

-Para conocer αt tomaremos medidas de la rotación óptica de la sacarosa en medio ácido con

respecto al tiempo.

-Para conocer α0 tomaremos la medida de la rotación óptica de la disolución de sacarosa.

- Para conocer α∞ tomaremos la medida de la rotación óptica de la sacarosa en medio ácido

una vez trascurrida la reacción (tomamos el dato tras 24 horas).

4.2 Tratamiento de datos.

Con los datos obtenidos de “α vs. tiempo” mostrados en la siguiente tabla, se pueden realizar

las gráficas para cada uno de los experimentos realizados, en función de la concentración del

catalizador [HCl ] y de la temperaturade la solucion, obteniendo los siguientes comportamientos

de datos:

Para facilitar la consecución de la información buscada en la gráfica obtenemos su forma

linealizada de la siguiente manera:

Partiendo de la siguiente reacción

11

Se plantea la ecuación de velocidad

r=−d [C11H 22O11]

dt=k∗[C11H 22O11]n∗¿¿

Se hacen las siguientes consideraciones:

1. El HCl va a ser un catalizador específico y por tanto no se consumirá en la reacción.

2. Se supone pseudo-orden 1.

Considerando estas circunstancias, llegamos a lo siguiente:

r=−d [C11H 22O11]

dt=k|¿|∗[C11H 22O11 ]❑¿

Si ahora se aplica el método de Guggenheim, que relaciona la rotación óptica con la ecuación

cinética, llegamos a:

En la ecuación descrita anteriormente se describe el comportamiento de la misma en la grafica,

donde el logaritmo natural está representada por el eje de las ordenadas y el tiempo por el eje

de las abscisas.

12

Si ahora se representan los datos experimentales obtenidos para cada caso, obtenemos

gráficas como la que se muestra a continuación:

De las pendientes de estas rectas se consiguen los valores de kobs para cada una de las

experiencias variando la concentración del ácido clorhídrico.

Lo que interesa es conocer a qué velocidad se degrada la sacarosa en medio ácido, lo que se

traduce en su constante real de velocidad. Y se sabe que:

Aplicando logaritmos:

Si se hace la representación, se llega a:

13

Con esta regresión se puede concluir que el valor de la ordenada en el origen corresponde a

Lnk, de donde se calcula k y que la pendiente corresponde al orden de reacción del ácido es

m.

Cálculo de la energía de activación

En un estudio cinético es importante calcular la energía de activación para la reacción de

estudio así que, repitiendo el experimento para una disolución HCl a T2 ºC, se obtiene un nuevo

valor de kobs que se puede relacionar a través de la ecuación de Arrehnius con la kobs

determinada a T1 ºC y así calcular la Ea.

Para dos temperaturas diferentes la ecuación de Arrhenius toma la siguiente forma:

14

5. MATERIALES Y REACTIVOS.

Materiales:

Matraz Erlenmeyer

Pipeta

Balanza analítica ±0.0001g

Vaso de precipitado

Cronómetro

Polarímetro mecánico de Sodio ± 0.05º

Pizeta

Reactivos:

Solución de Sacarosa 20% (w/w)

Solución de HCl 4N

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6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

6.1. Preparación de las soluciones.

Se preparó una solución 25 ml de acido clorhídrico 4 N en un matraz aforado.

Se preparó una solución de 25 ml de sacarosa con una concentración de 20%

en peso.

6.2. Medición de la rotación óptica.

Realizamos una prueba en el polarímetro para familiarizarnos con la lectura de

la escala.

Lavamos el tubo del polarímetro con la solución de sacarosa en medio ácido,

para ambientar el mismo.

Llenamos el tubo del polarímetro con la ayuda de un gotero (evitando la

formación de burbujas de aire en el interior del mismo); secamos y tapamos el

tubo.

Introducimos el tubo en el polarímetro.

Tomamos los datos de rotación óptica cada 15 segundos por un periodo de 3

horas.

Graficamos y linealizamos los datos medidos en función del tiempo.

7. CALCULOS Y RESULTADOS.

7.1. Preparación de soluciones.-

Datos del acido clorhídrico concentrado:

HCl concentrado = 1,19 g/ml

% en peso HCl concentrado = 38

16

Conc HCl = 4 N

25

ml∗4 eq1000ml

∗1mol

1eq∗36.5 gHCl

1mol∗100%

38%∗1ml

1.19 gHCl=8.07ml HCl

*Ln = ln (∝0−∝∞

∝t−∝∞

)

17

18

tiempo

(seg)

α K´ Ln C(sacarosa%)

159 8,2 0 0 0

204 7,9 0,00014489

6

0,0295588 0,00582524

239 7,2 0,00042732 0,1021295 0,01941748

279 7,1 0,00040480

4

0,11294041 0,02135922

309 7,1 0,00036550

3

0,11294041 0,02135922

331 6,8 0,00044136

7

0,14609262 0,02718447

366 6,7 0,00043003

3

0,15739217 0,02912621

396 6,7 0,00039745

5

0,15739217 0,02912621

426 6,6 0,00039629

3

0,16882087 0,03106796

466 7,5 0,00015103

2

0,0703808 0,01359223

496 7,3 0,00018434

3

0,09143421 0,01747573

526 7,2 0,00019416

3

0,1021295 0.01941748

556 7,1 0,00020313 0,11294041 0,02135922

594 6,6 0,00028421 0,16882087 0,03106796

624 5 0,00059623

3

0,37204911 0,06213592

654 5 0,00056888

2

0,37204911 0,06213592

704 4,8 0,00056906

6

0,40062248 0,06601942

734 4,9 0,00052620

4

0,38623375 0,06407767

764 4,8 0,00052437

5

0,40062248 0,06601942

794 4,7 0,00052294

9

0,41522128 0,06796117

824 4,9 0,00046873 0,38623375 0,06407767

854 4,8 0,00046911

3

0,40062248 0,06601942

884 4,7 0,00046970

7

0,41522128 0,06796117

914 3,8 0,00060961 0,55719154 0,08543689

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Grafico de t vs. α

Series2Logarithmic (Series2)

tiempo (seg)

rota

cion

optic

a, α

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Grafico de LN vs. t

Series2Linear (Series2)

tiempo (seg)

LN

y=0.1242+2.61∗10−4∗X

19

r=0.9857

Covarianza=2174.2054

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 140000

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Grafico de Conversion vs tiempo

Series2Logarithmic (Series2)

tiempo (seg)

Conc

entr

acio

n de

saca

rosa

Teniendo la ecuación Y=0.1242+2.61*10^-4X, obtenemos que:

Y= ln C, donde x es el tiempo medido de la experimentación:

lnCs= lnCk``t, donde es de primer orden

Asì que se obtiene K´´= 2.61x10-4 [s-1]

Experiencia con HCl 2N a T=40ºC

tiempo (min) α K´ Ln C(sacarosa%)

2,77 5,4 0,11452739 0,317240875 0,05436893

3,73 5,3 0,08864984 0,330663895 0,05631068

4,5 5,2 0,07650434 0,344269547 0,05825243

4,95 5,2 0,0695494 0,344269547 0,05825243

5,4 5,2 0,06375362 0,344269547 0,05825243

6,67 3,2 0,09961575 0,664437075 0,09708738

11,95 1,7 0,08344291 0,997142829 0,12621359

20

12,5 1,45 0,0852157 1,065196292 0,13106796

13,83 1,2 0,0823009 1,138221427 0,13592233

14,82 1,1 0,07887943 1,168993085 0,13786408

15,58 1 0,07706943 1,200741784 0,13980583

21,47 -0,5 0,0867322 1,862140266 0,16893204

22,22 -0,5 0,08380469 1,862140266 0,16893204

22,57 -0,7 0,08842143 1,995671659 0,17281553

23,35 -0,5 0,07974905 1,862140266 0,16893204

24,17 -1 0,09254587 2,236833715 0,17864078

27,35 -1,365 0,09652756 2,640028675 0,18572816

28,78 -1,7 0,11287125 3,248434627 0,19223301

33,92 -1,5 0,08381396 2,842969519 0,18834951

35,43 -1,5 0,08024187 2,842969519 0,18834951

36,53 -1,55 0,08020753 2,929980896 0,18932039

40,08 -0,85 0,05261977 2,109000344 0,17572816

42,8 -1,15 0,05568778 2,38343719 0,1815534

62,23 -1,45 0,04439863 2,762926811 0,18737864

64,63 -1,45 0,04274991 2,762926811 0,18737864

0 10 20 30 40 50 60 70

-3-2-10123456

Grafico tiempo vs α

Series2Logarithmic (Series2)

tiempo (min)

rota

cion

optic

a

21

0 10 20 30 40 50 60 700

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5f(x) = 0.0483920693493753 x + 0.563269277188529R² = 0.709691768785897

Series2Linear (Series2)

Para la gráfica, se obtiene el dato linealizado, donde K``:

K= 0,00026 en segundos

0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

10

20

30

40

50

60

70

Grafico de Conversion vs. tiempo

Series2Exponential (Series2)

tiempo (seg)

Conc

entr

acio

n de

saca

rosa

EXPERIENCIA CON HCl 6N

α t K(1/seg) CA(%) Ln(CA)4,9 494 0,00390607 0,17095866 -1,76633353,9 531 0,00365736 0,17131826 -1,7642323

3,4 574 0,00339885 0,17157191 -1,76275282

3,8 604 0,00321797 0,17136398 -1,76396545

3,8 634 0,0030657 0,17136398 -

22

1,763965453,9 665 0,00292039 0,17131826 -1,7642323

3,5 713 0,00273347 0,17151577 -1,76308007

3,6 751 0,00259268 0,17146254 -1,76339044

3,7 780 0,00249401 0,17141201 -1,76368518

3 840 0,00233345 0,17183099 -1,76124393

2,4 861 0,00229881 0,17236615 -1,75813429

2 901 0,00221764 0,17288136 -1,75514972

2 926 0,00215777 0,17288136 -1,75514972

2,8 952 0,00206472 0,17198599 -1,76034224

1,8 1020 0,00197103 0,17321429 -1,75322581

1,5 1080 0,00188399 0,17385621 -1,74952671

0,8 1114 0,00193287 0,17677794 -1,73286092

0,75 1190 0,00182273 0,17714286 -1,73079877

0,7 1252 0,00174669 0,17754611 -1,72852493

0,75 1280 0,00169457 0,17714286 -1,73079877

0,75 1367 0,00158673 0,17714286 -1,73079877

0,5 1399 0,00163508 0,17969543 -1,71649191

0,5 1430 0,00159963 0,17969543 -1,71649191

0,3 1480 0,0016818 0,18340249 -1,69607214

0,5 1604 0,0014261 0,17969543 -1,71649191

-0,55 1626 0,00077918 0,14366197 -1,94029216

-0,7 1715 0,00083579 0,15229983 -1,88190414

-0,75 1740 0,00084493 0,15402299 -1,87065341

-0,95 1776 0,00088477 0,15844724 -1,84233362

-0,4 1800 0,00049213 0,11752577 -2,14109762

23

-0,5 1830 0,00064407 0,13846154 -1,97716269

-1 2206 0,00072041 0,15918367 -1,83769656

-1 2348 0,00067685 0,15918367 -1,83769656

-1 2430 0,00065401 0,15918367 -1,83769656

-1 2499 0,00063595 0,15918367 -1,83769656

-1 2530 0,00062816 0,15918367 -1,83769656

-1 2570 0,00061838 0,15918367 -1,83769656

-1 2595 0,00061242 0,15918367 -1,83769656

-1 3600 0,00044145 0,15918367 -1,83769656

-1,4 4320 0,00038914 0,16276596 -1,81544195

-1,65 6478 0,00026456 0,16396396 -1,80810861

-1,65 7799 0,00021975 0,16396396 -1,80810861

494574

634713

780861

9261020

11141252

13671430

16041715

17761830

23482499

25703600

6478

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7799

α vs. t

Angu

lo d

e ro

tacio

n α

24

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

f(x) = − 0.000925992272945086 x − 0.0980549959805561R² = 0.964866767472555

Series2Linear (Series2)

Para la ecuación de ajuste:

K``= 0,0009

Obtenidos los datos, se tienen los siguientes valores de K

K[s-1] T [K]

2,61X10-4 293

8,7x10-4 313

Utilizando la ecuación de Arrhenius:

lnk 1k 2

=−EaR

( 1T 1

− 1T 2

)

Lo que da Ea= 45,899 Kj/mol K

Para calcular Gamma se tiene que:

25

8. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.-

8.1. Observaciones.-

En la experiencia realizada se observó que la rotación óptica de la sacarosa va

variando con respecto al tiempo hasta que se mantiene constante la rotación

especifica en intervalo de tiempo

Se debe tener una buena precisión en el registro de datos de la rotación

específica para obtener buenos resultados.

8.2. Conclusiones.-

En la práctica realizada la cinética de la reacción obtenida indica que es de

primer orden ya que comparando los coeficientes de correlación observamos

que el r (lineal)= 0,797 es mayor que el r (cuadrático)=0.672 por lo tanto el

modelo más adecuado para la dispersión de puntos es el lineal lo que vuelve a

la velocidad de reacción de primer orden.

r=k*Ca

El valor de la constante cinética se determinó empleando la siguiente ecuación:

K=1t∗ln(α o−α fα−α f )

Con el cual se hallo el valor de 0,02.

El valor de α=1 el de β=0 y el ϒ=0 debido a que la mejor regresión es lineal por

lo tanto es de primer orden, además que el acido es un catalizador y la

concentración no cambia al final de la reacción ϒ=0, además que el agua se

encuentra en gran cantidad por eso concentración considerada constante β=0.

La relación usada para la rotación óptica y la concentración fue la siguiente:

K=1t∗ln(α o−α fα−α f )

- Para CA:

C A=C Ao−CAo

ekt

26

9. Bibliografía.-

García Bello, Deborah; Estudio Cinético De La Inversión De La Sacarosa; Dpto.

de Química física de la facultad de Química Universidad de A Coruña, 2007.

Koustuv Chatterjee, Evgenyi Y. Shalaev, Raj Suryanarayanan, Ramprakash

Govindarajan. Correlation between Chemical Reactivity and the Hammett

Acidity Function in Amorphous Solids Using Inversion of Sucrose as a Model

Reaction. Wiley InterScience 2007.pp 21081.

Ángel González Ureña, CINÉTICA QUÍMICA, Ed. Síntesis Litwack, G.

EXPERIMENTAL BIOCHEMISTRY, A LABORATORY

Rodney Boyer. CONCEPTOS DE BIOQUÍMICA. Ed.Thomson. España (1999).

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4090006/docs_curso/

pages/lab_9.htm

http://www.scribd.com/doc/18665109/Cinetica-de-La-Inversion-de-La-Sacarosa

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