INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ.

ING.QUIMICA

7 SEMESTRE

REACTORES QUIMICOS

PRACTICA #1

CINETICA DE LA SAPONIFICACION DE UN ESTER METODO QUIMICO

CATEDRÁTICO

DR.SAMUEL ENCISO SÁENZ

EQUIPO

JABADILLA TINOCO FLOR

SANTIAGO SILVANO LIZETH GUADALUPE

TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS, 13 DE MARZO DE 2015

CINETICA DE LA SAPONIFICACION DE UN ESTER

METODO CONDUCTIMETRICO

OBJETIVO

Estudiar la cinética de la reacción de saponificación de acetato de etilo con hidróxido de sodio

determinando la constante de velocidad de la reacción.

INTRODUCCION

Para una reacción química, el conocimiento de la velocidad de reacción, es decir, de la variación

de la concentración de un reactivo o producto en función del tiempo, es de gran interés

práctico pues permite calcular bajo qué condiciones la reacción evoluciona rápidamente

para producir una elevada cantidad de producto útil, y el tiempo necesario para alcanzar un

determinado rendimiento.

Se denomina reacción elemental la que se efectúa en un solo paso. La relación entre la

velocidad de reacción y la concentración de los diferentes reactivos y productos aporta

información útil para deducir las reacciones elementales que suceden a nivel molecular,

así como la secuencia de dichas reacciones llamada “mecanismo de reacción”.

La cinética química estudia y postula mecanismos de reacción basándose en valores

experimentales de concentración de reactivos y/o productos, tiempo, temperatura,

concentración de catalizador, de electrolitos, etc.

La velocidad de una reacción química se considera siempre como una cantidad positiva. Dada

la reacción:

aA + bB → cC + dD (1)

La velocidad v se define, a temperatura constante, como la variación de la concentración de

cualquiera de las sustancias intervinientes en función del tiempo.

La saponificación de un éster, en este caso del acetato de etilo (1), por hidróxido de

sodio (2)puede representarse por:

CH3COOC2H5+ OH- →C2H5OH + CH3COO

A una determinada temperatura la conductividad del ion acetato es menor que la del ion

oxhidrilo. Por lo tanto, a medida que avanza la reacción se consume OH y disminuye la

conductancia de la solución (o aumenta su resistencia). Esta resistencia se mide a través del

tiempo con un puente de Wheastone o con un conductímetro.

Se verifica que es una cinética de segundo orden y se calcula la constante de velocidad k

MATERIALES

PROCEDIMIENTO

Se utilizan concentraciones iniciales iguales de las dos soluciones (c1o(= a) = c2o (= b)). Se

prepara la solución de NaOH 0.02N (f = 1) por dilución con agua de conductividad de una

solución madre (N =0.1). Se prepara la solución de acetato de etilo por pesada con agua de

conductividad, de modo que a =b. Mientras se termostatizan ambas soluciones, se enjuaga la

celda con agua de conductividad.

Se pipetean 50 ml de la solución de acetato de etilo en un erlenmeyer, se agregan 50 ml

de lasolución de NaOH medido con pipeta. En el instante del agregado de la segunda

solución, se pone en marcha un cronómetro y se lee el tiempo de mezclado (Δt) y se mezclan

bien. Para enjuagar la celda de conductividad se utilizan 2 o 3 porciones de esa solución. Luego

se agrega la solución en la celda, de modo que los electrodos queden bien sumergidos. Se

coloca la celda en el baño termostático y se realiza la primer lectura a los dos minutos.

Se realizan las siguientes lecturas del conductímetro (L) cada dos minutos (t’) hasta los 40

minutos aproximadamente. Para determinar la conductividad inicial se diluyen 25 ml de la

solución de NaOH 0.02N utilizada en la experiencia a 25 ml con agua de conductividad. Para

determinar la conductividad final κ se mide la conductividad de la solución reaccionante al día

siguiente.

PARAMETROS A DETERMINAR

Se verifica que la cinética es de segundo orden y se calcula k. Si a = b

CALCULOS

t'(s) ∆t t(s) 1/t (s^-1) L(S) K0-K∞

k K0-K (K-K∞)/(K0-K) Khidr

t'+∆t/2 ( L-LH2O)

(s*mol/l)-1

0 0 0 0 12.46 3.56 12.34 0.12 28.66666667 0

120 120 180 0.00555556 12.35 3.45 12.23 0.12 14.47826087 5.8029E-05

240 120 300 0.00333333 12.25 3.35 12.13 0.12 9.787878788 3.6967E-05

360 120 420 0.00238095 12.14 3.24 12.02 0.12 7.090909091 2.8264E-05

480 120 540 0.00185185 11.97 3.07 11.85 0.12 4.836065574 2.4537E-05

600 120 660 0.00151515 11.95 3.05 11.83 0.12 4.650793651 2.0346E-05

720 120 780 0.00128205 11.93 3.03 11.81 0.12 4.476923077 1.7448E-05

840 120 900 0.00111111 11.93 3.03 11.81 0.12 4.476923077 1.5122E-05

960 120 1020 0.00098039 11.93 3.03 11.81 0.12 4.476923077 1.3343E-05

1080 120 1140 0.00087719 11.93 3.03 11.81 0.12 4.476923077 1.1938E-05

1200 120 1260 0.00079365 11.92 3.02 11.8 0.12 4.393939394 1.0874E-05

1320 120 1380 0.00072464 11.87 2.97 11.75 0.12 4.014084507 1.0273E-05

1440 120 1500 0.00066667 11.81 2.91 11.69 0.12 3.623376623 9.8536E-06

1560 120 1620 0.00061728 11.65 2.75 11.53 0.12 2.827956989 1.0242E-05

1680 120 1740 0.00057471 11.55 2.65 11.43 0.12 2.45631068 1.0286E-05

1800 120 1860 0.00053763 11.54 2.64 11.42 0.12 2.423076923 9.6976E-06

1920 120 1980 0.00050505 9.39 0.49 9.27 0.12 0.115987461 0.00033429

2040 120 2100 0.00047619 9.38 0.48 9.26 0.12 0.1125 0.00033069

2160 120 2220 0.00045045 9.37 0.47 9.25 0.12 0.109034268 0.0003286

2280 120 2340 0.00042735 9.37 0.47 9.25 0.12 0.109034268 0.00031174

2400 120 2460 0.0004065 9.21 0.31 9.09 0.12 0.056379822 0.00082819

∞ 40800 63600 1.5723E-05 8.9 0 8.78 0.12 -0.032608696

METODO ANALITICO

En los cálculos se hicieron de dos formas la primera fue analíticamente con la tabla anterior se

obtiene la K con los datos de la tabla se obtiene la K, de manera que la ecuación cinética

−𝑑𝐶𝐴

𝑑𝑡=KCA

2

K

0.00011122

0.00010166

0.00010363

0.00012473

0.00010681

9.4511E-05

8.191E-05

7.2273E-05

6.4666E-05

5.9809E-05

6.0782E-05

6.3227E-05

Se suman las K para obtener una K promedio nos queda la ecuación cinética de la reacción

es:

K= 0.00296946

Por lo que la ecuación nos queda −𝑑𝐶𝐴

𝑑𝑡= 0.00296946 CA

2

MÉTODO GRÁFICO

En caso del método grafico se realizó una gráfica con los datos de la tabla anterior

7.9374E-05

8.8292E-05

8.4046E-05

0.00888644

0.00881834

0.00878994

0.00833918

0.02325838

1/t f

0.00555556 14.4782609

0.00333333 9.78787879

0.00238095 7.09090909

0.00185185 4.83606557

0.00151515 4.65079365

0.00128205 4.47692308

0.00111111 4.47692308

0.00098039 4.47692308

0.00087719 4.47692308

0.00079365 4.39393939

0.00072464 4.01408451

0.00066667 3.62337662

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

A una determinada temperatura la conductividad del ion acetato es menor que la del ion

oxhidrilo. Por lo tanto, a medida que avanza la reacción se consume OH y disminuye la

conductancia de la solución (o aumenta su resistencia). Por lo que se confirma que la reacción

es de segundo orden.

CONCLUSIÓN

En esta práctica se efectuó el estudio cinético de la reacción de saponificación del acetato de

etilo con hidróxido de sodio para calcular la conductividad a diferentes tiempos se hizo por el

método de conductimetria. Cumpliéndose con el objetivo, calcular orden y constante de

reacción. Así mismos se logró calcular el orden de reacción y la constante de reacción aplicando

lo aprendido en clase.

Los parámetros cinéticos permiten conocer cómo se comporta la reacción desde el momento

en que se inicia hasta su finalización, nos indica que tan rápido varía la concentración de un

reactivo (o producto) en el tiempo.

0.00061728 2.82795699

0.00057471 2.45631068

0.00053763 2.42307692

0.00050505 0.11598746

0.00047619 0.1125

0.00045045 0.10903427

0.00042735 0.10903427

0.0004065 0.05637982

y = -0.0044x + 9.4633R² = 0.7724

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Título del gráfico

BIBLIOGRAFÍA

*Dr. José A. De los Reyes Heredia. Caracterización cinética sobre una reacción de

Saponificación en un reactor discontinuo. Laboratorio de Ingeniería de Reactores Químicos.

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa.

*Levenspiel O. Ingeniería de las Reacciones Químicas Edit. Reverté, España, 1986