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PRACTICA.6.GRIGNARD practica no 3. Estudios de
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UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO CAMPUS CHAPULTEPEC
LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA II
PRÁCTICA # 6
“ CINÉTICA CINÉTICA QUÍMICA: DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE
DE VELOCIDAD DE REACCIÓN DE LA HIDRÓLISIS HIDRÓLISIS DEL CLORURO DE ter-BUTILO.”
INFORMACIÓN
Master your semester with Scribd a) Una reacción química comprende la conversión de reactivos a Read productos. Free Foron 30this Days Sign up to vote title b) Las reacciones pueden ser bimoleculares o unimoleculares. & The New York Times Useful Not useful proceso queocurre cuando los reactivos c) Un mecanismo de reacción es la descripción paso por paso, del Cancel anytime.
convierten a productos. Special offer for students: Only $4.99/month. d) La cinética de las reacciones se refiere al estudio detallado de la velocidad de las reacciones químic Permite estudiar un mecanismo, ya que proporciona una medida de las velocidades de reacción, y u
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PRACTICA.6.GRIGNARD practica no 3. Estudios de
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ANTECEDENTES Cinética Química
La cinética es el estudio de la velocidad de reacción, determinada que productos se forman mas rápidamen La cinética también ayuda a predecir como cambia la velocidad si se cambian las condiciones de reacción
La cuestión relativa a la rapidez se encuentra en el campo de la cinética, una rama de la química en la que hacen esfuerzos para relacionar las velocidades de las reacciones con las propiedades de los reactivo aspectos tales como el volumen, la temperatura y la presión; Debemos suponer que existen los átomos y moléculas y que la teoría cinética de los gases, los líquidos, los sólidos y las soluciones, es sustancialmen correcta. Analizando las velocidades de las reacciones químicas, de acuerdo con lo que se cree que l átomos y las moléculas son capaces de hacer y lo que se crea que hacen verdaderamente. Primero interpretan los datos, y estos expresarlos en forma útil. Este enfoque se debe, en gran parte, en un camb químico. A+B-C→ A–B+C
En el que A reacciona con B – C, para producir A – B y C mezclando este tipo de muestra en cualqui experimento están involucrados decenas o cientos de miles de billones de moléculas de ambos tipos. todas ellas se mueven en la misma dirección, ya que la distribución de las direcciones de movimientos es azar; ni se mueven tampoco todas a la velocidad, ya que la distribución de las velocidades es también azar azar 2. Velocidad de una reacción
La velocidad de una reacción es la rapidez con la que aparecen los productos y desaparecen los reactivos. velocidad se puede determinar midiendo el aumento de las concentraciones de los productos con el tiem bien, la disminución de las concentraciones de los reactivos con el tiempo. Las velocidades de reacción dependen de las concentraciones de los reactivos. Cuanto mayores sean concentraciones, con frecuencia chocaran las moléculas de los reactivos y mayor será la probabilidad de q se produzca la reacción. Una ecuación de velocidad (algunas veces llamada ley de velocidad) es la reacc entre las concentraciones de los reactivos y la velocidad de reacción observada. Cada reacción tiene propia reacción de velocidad, velocidad, determinada determinada experiment experimentalmen almente te modificand modificando o las concentraci concentraciones ones de reactivos y midiendo el cambio en la velocidad. Por ejemplo considerarse la reacción general: A + B → C + D.
La velocidad de reacción generalmente es proporcional a las concentraciones de los reactivos ([A] y [B elevadas a los coeficientes a y b. se utilizara una expresión de velocidad general para representar e relación como: Velocidad= kr [A]a[B]bRead Free Foron 30this Days Sign up to vote title Donde K r r es la constante de velocidad. Los valores de los exponentes ( a y b) deben ser determinad Useful Not useful experimentalmente. No se puede adivinar o calcular la ecuación de velocidad a partir de la estequiometría Cancel anytime. la reacción. ecuación de velocidad depende del mecanismo de reacción y de la velocidad de los pas Special offer for students: OnlyLa $4.99/month. individuales en el mecanismo.
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PRACTICA.6.GRIGNARD practica no 3. Estudios de
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Esta ecuación de velocidad es de primer orden respecto a cada uno de los dos reactivos, ya que exponentes de las dos concentraciones son iguales a uno. La ecuación de velocidad total es de segun orden, ya que la suma de los exponentes de las concentraciones en la educación de velocidad es dos, e es, (primer orden) + (primer orden) = segundo orden total.
Las reacciones del mismo tipo no necesariamente tienen la misma forma de educación de velocidad. P ejemplo, la siguiente reacción, similar a la anterior, tiene un orden cinético diferente:
H 2O / acetona (CH3)3C – Br + OH - → (CH3)3C - OH +Br – Al duplicar la concentración de bromuro terc-butilo ([(CH 3)3C-Br]), la velocidad se duplica, pero el hecho de que se duplique la concentración de Ion hidróxido ([OH-]) no afecta esta reacción. La ecuación de velocidad es:
Velocidad= kr [( CH 3 ) 3 C − Br ]
Esta reacción es de primer orden respecto al terc-butilo y de orden c ero respecto al Ion hidróxido (proporcio a la [OH -] (elevado a cero). Globalmente la reacción es de primer orden 1. Ecuación de la velocidad de una reacción
Experimentalmente, la velocidad de reacción se puede medir como la rapidez con que aparece un producto productos) o con la que desaparece algún reactivo (o reactivos). Una porción de la mezcla reactiva se anal a intervalos medidos de tiempo, en lo concerniente a las concentraciones relativas de sus elementos, y lue se busca una reacción matemática.
La ecuación de velocidad de una reacción puede estudiarse, de acuerdo con una teoría sobre las molécu en colisión y pueden definirse como: Velocidad = número de colisiones productivas / segundo, por centímetro cúbico
El número de colisiones efectivas será una reacción del número total de colisiones que consiste en identific a los factores que nos dan la fracción aplicada
No.colisiones.efectiva ( factores.de.energía ) ( factoresde probabilid ad ) ( seg )(cc)
Velocidad =
En general, la velocidad depende de las concentraciones de los reactivos siguiendo una expresión similar a Master your semester with Scribd siguiente para la reacción estándar: A+ B → C + D Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title & The New York Times Useful Not useful → AB Si los coeficientes coeficientes de la reacción no son iguales a la unidad, es decir: A + 2B b
Special offer for students: Only de $4.99/month. La ecuación la velocidad toma la forma: forma:
b
d
Velocidad=k Velocidad=k [ A] [ B]
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Orden de reacción 1
→P
A +B
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dC A dt
1+ 0=1
KC A
−
C B
Multiplican Multiplicando do por (-) dC A C A
= − Kt
dC A
= KC
A
dt
Integrando Integrando la ecuación ecuación
∫
dC A C A
= ∫ − Kt
Integrando desde CAo hasta CA, t = 0 hasta t = t
∫
dC A
CA
C A
CA 0
[ ln C ]
=
d ν
t t
∫ − ∫
CA
A CA 0
=0
Kt
t
ν
t =t
= lnν [ ln C A ] CA = − K ∫ t =0 dt CA0
= K t t =0
=− [ ]
t t
ln
LnCA – lnCA0 = - K (t) – (t) ( 0)
•
−
Orden de reacción 2
Multiplicando por (-)
dC A C A
dC A C A
C A
= − Kt
C A0
= KC A
2
= − KC 2 A
Ordenando la reacción CA
= dC C 2+1 = −2 Kdt K dt = − = − = − = − Kt C dC K dt 2 2 ∫ ∫ − 2 + 1 0 ∫ ∫ =0 0 =0 C C 0 CA 1 1 C −1 1 1 1 − + − − − = − Kt Master your Scribd Kt = − − 1 semester = − Kt − with =− C C C C Read Free For 30 Days 0 0Sign up to vote on this title C A CA0 0 dC A
CA
t t
A
A
CA
A
t
CA
A
CA
CA
t t
A
A
t
CA
A
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A
CA
Multiplicando por (-) Special offer for students: Only $4.99/month.
1 C
−
1 C
A
A
= Kt
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Antes de integrar la ecuación diferencial, se debe de transformar. Para ello se designa “a” la concentraci inicial de A, y por “x” el decremento de A durante el tiempo “t”
− dC
A
dt
=
− d (a − x) dt
=
dx dt
Y se convierte: dx dt
= k 1 (a − x)
Que nos da la velocidad de una reacción de primer orden, en función de la concentración inicial y de cantidad de sustancia que ha reaccionando. Al intregar la ecuación la ecuación teniendo en cuenta que comenzar la reacción t= 0 y x= 0, y que después de un tiempo t, x=x resulta: dx
x
∫
t
= ∫ 0 K 1dt
− x [ − ln(a − x)] 0 = [ K 1dt ] 0 0
a
x
ln
a a
− x
t
= K 1t
Cualquier Cualquier reacción de primer primer orden debe satisfacer satisfacer la ecuación. Para conocer si una particular particular la obede existen diversos métodos. El primero es disponer de la concentración inicial y otras, a ciertos intervalos tiempo, tiempo, t del reactivo, reactivo, a, (a – x) las cuales cuales se reemplazan reemplazan en la ecuación ecuación proporcionado proporcionado el valor de K reacción es de primer orden, se obtiene obtiene una serie de valores de K1 que son igual dentro del margen de er de la experiencia. Sin embargo, si aquellos valores presentan un alza apreciable, la reacción no es de prim orden, y entonces, deben probarse otras para encontrar la que satisfaga a los datos observados. La ecuación puede comprobarse también gráficamente. Reordenando resulta:
ln(a − x) = − k 1t + ln a
− K 1 t + log a 10 2.303
log10 ( a − x ) =
Como para cualquier experimento a es una constante, una grafica log (a-x) contra t nos da una línea recta, la cual la intersección en el eje y será el log 10 a y la pendiente es: (-K 1/2.303). Por lo tanto, cuando construye una grafica a partir de los datos experimentalmente y Read se obtiene lineal, tenemos u Freeuna Forrelación 30 Days reacción de primer orden y de su pendiente pendiente se deduce que K1 valeSign up to vote on this title Useful Not useful
Master your semester with Scribd & The New York Times Special offer for students: Only $4.99/month.
K 1 = -2.303 (pendiente)
Cancel anytime.
Existe un tercer procedimiento de probar las reacciones de primer orden conocido como método de v
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El aumento de la concentración inicial origina una aceleración en la velocidad. Esta no permanece constan durante el proceso de transformación, sino que es máxima al comienzo y decrece a medida que se consum los reactivos4. Determinación gráfica del orden y constante de la velocidad para una ecuación de primer orden.
Los conceptos de transición y energía de activación son más fáciles de entender gráficamente. En la figura siguiente se muestra un diagrama de energía de reacción para una reacción exotérmica de un paso. El eje vertical del diagrama de energía representa la energía de potencial total de todas las especies especies incluidas en la reacción. reacción. El eje horizontal horizontal se conoce como coordenada de la reacción, que simboliza el progre progreso so de la reacci reacción, ón, yendo desde desde los reactivos reactivos,, en la izquie izquierda rda,, hacia hacia los produc productos tos,, en la derech derecha. a. El estado estado de transición es el punto mas alto en la grafica y la energía de activación es la diferencia de energía entre los reactivos y el estado de transición. El calor de reacción (ΔHº) es la diferencia de energía entre los reactivos y los productos.
El diagrama de energía de reacción para una reacción exotérmica de un paso, los reactivos se sitúan hacia izquierda y los productos hacia la derecha. Efecto de la temperatura en la velocidad de una reacción.
Cada reacción tiene su propia constante de velocidad característica, K r. su valor depende de las condicion de la reacción, especialmente de la temperatura, esta dependencia de temperatura se expresa por la ecuac de Arrhenius: K r = Ae-Ea/ RT Donde: A = constante (factor de frecuencia) Ea = energía de activación R = constante universal de los gases, 1.987 cal x ºK -1 x mol -1 T = temperatura absoluta (ºK)
Master your semester with Scribd A temperatura mas alta (curva roja), la proporción de & The New York molé molécu cula lass con conTimes la ener energí gía a sufi sufici cien ente te para para prod produc ucir ir colisiones eficaces es más alta. Special offer for students: Only $4.99/month.
Cuando la temperatura aumenta, hay una fracción mayor
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De acuerdo a la Teoría de Colisiones las reacciones ocurren cuando hay choques efectivos entre molécu donde la rapidez de la reacción es proporcional al número de choques por unidad de tiempo multiplicada p la fracción del número total de choque que son efectivos.
Los choques efectivos dependen de la naturaleza de los reactivos y su concentración, la orientación cuan ocurre el choque y la temperatura que afecta la energía cinética de las moléculas. Ejemplo: Ejemplo: 2 moléculas moléculas en la reacción: A+B=P que ocurre en un solo paso, podemos establecer la ley rapidez de segundo orden y con molécula de dos como: r = k [A] [B]
Si la reacción ocurre en un solo paso a través de choques moleculares, podemos predecir a base de la teo de colisión la ley de rapidez de reacción. Comparación entre teorías
Es interesante notar las diferencias entre las teorías de colisión y del estado de transición. Consideramos q A y B chocan y forman un producto intermedio inestable que después se descompone dando el producto, decir: A+B → AB* → AB
La teoría de colisión considera que la velocidad está regida por el número de colisiones energéticas entre reactantes y prescinde de lo que le ocurre al producto intermedio inestable. Se supone simplemente que e producto intermedio se descompone bastante rápidamente en productos, de modo que no tiene influenc sobre la velocidad global del proceso. Por el contrario, la teoría del estado de transición considera que velocidad de reacción está regida por la velocidad de descomposición del producto intermedio. Se supone q la velocidad de formación del producto intermedio es tan rápida que en todo momento su concentración es de equilibrio, prescindiendo del modo en que pueda formarse. En consecuencia, la teoría de la colisi considera que la primera etapa A+B AB*, es lenta y es la que controla la velocidad, mientras que la teoría estado de transición considera que la segunda etapa, (AB * AB) la descomposición del complejo activado la etapa controlante de la velocidad. En cierto modo estas dos teorías se complementan 6.
MATERIAL • Embudo de separación c/tapón 1 • Porta-termómetro 1 • Recipiente de peltre 1 • Termómetro -10 a 400o C. 1 • Vaso de precipitados 250 ml 1 • Matraz aforado 100 ml 1 Special offer for students: $4.99/month. • Pipeta Only volumétrica 10 ml 1 • Bureta graduada 50 ml 1
• Matraz pera de una boca 50 ml 1 • "T" de destilación 1 • Refrigerante c/mangueras 1 • Colector 1 Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title • Probeta graduada 25 ml 1 Not useful • Matraz Erlenmeyer 50 ml 1 Useful Cancel anytime. • Pipeta volumétrica 1 ml 1 • Matraces Erlenmeyer 125 ml 3
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Masa Masa
mole molecu cula lar: r:
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74.1 74.1g/ g/mo mol: l:
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Líqu Líquid ido o
inco incolo loro ro
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o
polv polvo o
cris crista talilino no,,
de
olor olor
cara caract cter erís ísti ti
vapor se mezcla mezcla bien bien con el aire, aire, formán formándos dose e fácilm fácilment ente e mezcla mezclass explos explos Peligros Peligros físicos: físicos: El vapor sustancia cia se descom descompon pone e en contac contacto to con ácidos ácidos minera minerales les,, produc producien iendo do Peligros Peligros químicos químicos: La sustan
inflamable de isobutileno. Vías Vías de expo exposi sici ción ón:: La sust sustan anci cia a se pued puede e abso absorb rber er por por inha inhala laci ción ón del del vapo vaporr y por por inge ingest st evaporaci ación ón de esta esta sustan sustancia cia a 20°C 20°C se puede puede alcanz alcanzar ar bastan bastante te rápida rápidamen mente te Toxicidad: Por evapor concentración nociva en el aire. El vapor de esta sustancia irrita los ojos. La sustancia puede causar efec en el sistema nervioso central. La exposición a altas concentraciones podría causar disminución de consciencia. El contacto prolongado o repetido con la piel puede producir dermatitis. Propiedades físicas: Punto de ebullición: 83°C; Punto de fusión: 25°C; Densidad relativa (agua = 1): 0 Solubilidad en agua: Muy elevada; Presión de vapor, kPa a 20°C: 4.1; Densidad relativa de vapor (aire = 2.6; Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20°C (aire = 1): 1.06; Punto de inflamación: 11°C (c.c Temperatura de autoignición: 470°C; Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 2.4-8.0; Coeficiente reparto octanol/agua como log Pow: 0.4 CARBONATO DE SODIO Na2CO3: Estado físico: sólido, color: blanca, olor: inodoro, punto de fusión: 854ºC, punto de ebullición: 1600 densidad: 2.53g/cm3, temperatura de ignición: no aplicable, punto de inflamación: no aplicable, limite explosión: bajo no combustible, presión de vapor: no aplica, solubilidad: 10.9g por cada100ml de agua. Toxicidad: la toxicidad del carbonato de sodio tiene una toxicidad subaguda-crónica, ingestión: causa irritac de mucosas, en la boca, garganta, esófago y estomago, inhalación: dañina, deben evitarse especialme exposiciones prolongadas, contacto con la piel: irritaciones y posiblemente quemaduras, contacto con los oj Irritación grave, posiblemente con heridas graves. CLORURO DE CALCIO (anhidro) Propiedades físicas: Punto de ebullición: 1935°C; Punto de fusión: 772°C; Densidad relativa (agua = 1): 2.1 Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 74.5 Propiedades toxicológicas: Inhalación: Tos, dolor de garganta. Extracción localizada o protección respirato Aire limpio, limpio, reposo; reposo; Piel: Piel seca, enrojecimient enrojecimiento. o. Guantes protectores. protectores. Quitar las ropas contaminad contaminad aclarar y lavar la piel con agua y jabón; • Ojos: Gafas de protección de seguridad. Enjuagar con ag abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcio asistencia asistencia médica; Ingestión: Ingestión: Sensación Sensación de quemazón, quemazón, náuseas, náuseas, vómitos. No comer, comer, ni beber, ni durante el trabajo. Enjuagar la boca, dar a beber agua abundante, reposo. Propiedades químicas: La sustancia se descompone al calentarla intensamente a altas temperaturas y arder, produciendo humos tóxicos y corrosivos. La disolución en agua es una base débil. Ataca al cinc presencia de agua, produciendo gas inflamable de hidrógeno. Se disuelve violentamente en el agua c liberación de gran cantidad de calor. CLORURO DE HIDROGENO Acido clorhídrico, anhidrocloruro de hidrógeno, anhidro : HCl; Masa molecular: 36.5g/mol)) ( Acido Propiedades físicas: Punto de ebullición a 101.3 kPa: -85°C ; Punto de fusión: -114°C ; Solubilidad en ag g/100 ml a 20°C: 72 ; Solubilidad en agua: Elevada; Densidad relativa de vapor (aire = 1): 1.3 ; Coeficiente reparto octanol/agua como log Pow: 0.25 Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title jade Propiedades toxicológicas: • Inhalación: Corrosivo. Sensación de quemazón, tos, dificultad respiratoria, Useful Not useful dolor de garganta; Piel: Corrosivo. Quemaduras cutáneas graves, dolor; Cancel Ojos: anytime. Corrosivo. Dolor, visión borro quemaduras profundas graves. Special offer for students: Only $4.99/month. Propiedades químicas: La disolución en agua es un ácido fuerte, reacciona violentamente con bases y corrosiva. Reacciona violentamente con oxidantes formado gas tóxico de cloro. En contacto con el a
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FENOLFTALEINA C20H14O4 Dihidroxicetoantraceno, Dihidroxiftalefenona, p-Ftaleína PM= PM= 318.33 318.33g/m g/mol ol es un indica indicador dor de pH que en solucion soluciones es ácidas permane permanece ce incoloro, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta. Estado físico: sólido, color: blanco, olor: inoloro, punto de fusión: 258-262 ºC, punto de ebullición: no aplicable, densidad: 1.30g/cm 3 , punto de inflamación: no aplicable, temper temperatu atura ra de ignici ignición: ón: no combus combustib tible, le, limite limite de explos explosión ión:: bajo bajo no aplica aplicable ble,, solubilidad en agua: (20ºC) 0.092g/L. Toxicidad: tiene una toxicidad aguda, a dosis elevadas puede causar nauseas, vomito, molestias gastrointestinales, fiebre, efectos sobre el sistema cardiovascular, efectos sobre el sistema nervioso central, es un componente frecuente de los medicamentos utilizados como laxantes, aunque se tiende a restringir su uso por sus posibles efectos cancerígenos7. HIDROXIDO DE SODIO (Hidróxido sódico, Sosa cáustica, Sosa: NaOH; Masa molecular: 40.0g/mol) Propiedades físicas: Punto de ebullición: 1390°C ; Punto de fusión: 318°C ; Densidad relativa (agua = 1): 2 Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 109 ; Presión de vapor, kPa a 739°C: 0.13 Propiedades toxicológicas: Inhalación: Corrosivo. Sensación de quemazón, tos, dificultad respiratoria, jade dolor de garganta; Piel: Corrosivo. Quemaduras cutáneas graves, dolor; Ojos: Corrosivo. Dolor, visión borro quemaduras profundas graves; Inhalación: Corrosivo. Sensación de quemazón, tos, dificultad respiratoria; P Corrosivo. Enrojecimiento, graves quemaduras cutáneas, dolor; Ojos: Corrosivo. Enrojecimiento, dolor, vis borrosa, quemaduras profundas graves; Ingestión: Corrosivo. Dolor abdominal, sensación de quemaz diarrea, vómitos, colapso. Propiedades químicas: La sustancia es una base fuerte, reacciona violentamente con ácidos y es corrosiva ambien ambientes tes húmedo húmedoss para para metale metaless tales tales como como cinc, cinc, alumin aluminio, io, estaño estaño y plomo plomo origin originand ando o hidróg hidróg (combustible y explosivo). Ataca a algunas formas de plástico, de caucho y de recubrimientos. Absor rápidamente dióxido de carbono y agua del aire. Puede generar calor en contacto con la humedad o el agua SULFATO DE SODIO [Sulfato sódico (anhídro): Na 2SO4; Masa molecular: 142.1] Propiedades toxicológicas:
La sustancia se puede absorber por inhalación y por ingestión:
abdominal, diarrea, náuseas, vómitos. Densidad ad relati relativa va (agua (agua = 1): 2.7 Solubi Solubilid lidad ad en agua: agua: Propiedades físicas: Punto de fusión: 888°C ; Densid 8 elevada .
PROCEDIMIENTO a) Obtención de cloruro de ter-butilo.
Master your semester with Scribd Coloque en un matraz erlenmeyer de 125 ml con tapón: 12 ml de terbutanol, 36 ml de áci Read Free For 30 Days Sign up to vote on this title clorhídrico, 4.0 g de cloruro de calcio y mézclelos con agitación vigorosa durante 15 minutos. & The New York Times Useful Not useful Transfiera el contenido del matraz a un embudo de separación, deje reposar hasta la separación Cancel anytime.
fases, elimine la capa inferior ( Nota 1), lave dos veces el cloruro de ter -butilo -butilo formado con u Special offer for students: Only $4.99/month. solución de carbonato de sodio al 10% (5 ml cada vez) ( Nota 2 ). ).
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PRACTICA.6.GRIGNARD practica no 3. Estudios de
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1.- La fase inferior corresponde al HCl residual. 2.- Durante los lavados el cloruro de ter-butilo queda en la fase superior. Consulte la densidad del cloruro de ter-butilo. 3.- Use un sistema de destilación sencilla, caliente el matraz sumergido en un baño maría. Reciba el destilado en un matr con un baño de hielo. 4.- Para obtener datos correctos se necesita que el material empleado esté limpio y seco. 5.- Se usa esta proporción, porque cuando se mezcla el etanol con el agua, hay una contracción del volumen total. 6.- Desde el momento que agrega la mezcla de etanol-agua empiece a contar el tiempo de dos minutos para hacer la 1a. titulación. 7.- Utilice 1 ó 2 gotas de fenoftaleína. El punto final de la titulación es cuando se produce el vire al color rosa tenue y este persiste por un minuto.
CALCULOS Calcule "K" para distintos valores de "t" con la siguiente formula: -butilo en moles/l a = concentración inicial de cloruro de ter -butilo =1 ml x 0.85 (dens. t-BuCl) x 10/92.5 (PM t-BuCl)=0.092 mol/l x = Vol. NaOH x Norm. /10 = mol/l de cloruro de ter -butilo -butilo transformado en el tiempo t.
Para encontrar el valor de "K" por el método gráfico, construya la siguiente gráfica, cuya pendiente es igual a m= ( Y2-Y1)/(X2-X1) y nos da el valor de K= 2.3 m. Reacciones:
Obtención de cloruro de ter-butilo
V= 12 ml ρ= 0.786 g/ml m= 9.432 g PM= 74.12 g/mol n= 0.1272 mol p. eb.= 83 °C
V= 13.83 ml ρ= 0.851 g/ml m= 11.774 11.774 g PM= 92.57 g/mol
Master your semester with Scribd n= 0.1272 mol p. eb.= 51-52 °C & The New York Times Hidrólisis de cloruro de ter-butilo Special offer for students: Only $4.99/month.
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RESULTADOS: MECANISMO: Obtención de cloruro de terc-butilo
SN1
CH3 3 H Master your CH semester with Scribd + H H3C-C-O-H H3C-C-O-H & The New York Times CH 3 $4.99/month. Special offer for students: Only
CH3
CH3
Cl
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H3C-C
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H3C-C-Cl
Not useful
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CH3
CH3
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MECANISMO: Hidrólisis del cloruro de terc-butilo: Et
H
H
δ O
Cl + H2O
Cl-
H
δ Et
OH2
H
EtOH
+H
δ
H Et
H
TABLA DE DATOS: Tiemp o (min)
Vol. De NaOH (ml)
X = Conc. De Cl de t-butilo (mol/l)
0.001
(a-x)
2
0.2
10
0.3
0.0015 0.0905
20
0.5
0.0025 0.0895
30
0.7
0.0035 0.0885
40
0.9
0.0045 0.0875
50
1
0.005
0.087
60
1.2
0.006
0.086
70
1.4
0.007
0.085
80
1.6
0.008
0.084
a/(a-x)
0.091
1.0109890 1 1.0165745 9 1.0279329 6 1.0395480 2 1.0514285 7 1.0574712 6 1.0697674 4 1.0823529 4 1.0952381
Master your semester with Scribd − = = − & The New York Times Pendiente
0.0395
80
0.0047
0.000444147
2
Special offer for students: $4.99/month. 303)( 0.0004441) k = ( 2.Only
= 0.00102287 min
−1
log a/(a-x)
K= 2.3[log a/(ax)][1/T]
1/T
0.004746435
0.5
0.0054
0.007139248
0.1
0.0016
0.011964792
0.05
0.0013
0.01 0.0168 6844 4455 557 7 0.021779774
0.03 0.0333 3333 333 3 3 0.025
0.024268575
0.02
0.02 0.0292 9289 8937 376 6
0.01 0.0166 6666 666 6 7 0.01 0.0142 4285 857 7 1 0.0125
0.03 0.0343 4368 6890 902 2 0.039508541
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Método Gráfico 0.045 0.04
a ( / a g o l
0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 2
10
20
30
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Tiempo (seg)
Terbu erbutan tanol ol form formad ado o
Regr Regresió esión n linea lineall
Usando Logaritmo natural: Método Gráfico co n ln
ln a/(a-x)
K= -2.3[ln a/(a-x)][1/T]
0.0109290 7 -0.02516965 0.0164387 3 -0.03785839 0.0275499 5 -0.06344754 0.0387860 3 -0.08932422 0.0501497 8 -0.11549495 0.0558804 6 -0.1286927 0.0674412 8 -0.15531727 0.0791373 Special offer for students: Only2 $4.99/month. -0.18225325 0.0909717
) x n a l ( / a
0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0
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2
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50
Tiempo (seg)
60
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Useful tanol Terbu erbutan ol forma formado do Not useful Regr Regresió esión n linea linea Cancel anytime.
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Gráfica Gráfica de K en función de t 0 2
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-0.05 -0.1 K
-0.15 -0.2 -0.25 Tiempo (seg) Constan onstante te de veloci velocida dad d
Regresi egresión ón lineal n eal
DISCUSIÓN DE RESULTADOS: RESULTADOS:
Se realizó primero la obtención de cloruro de terc-butilo a partir de ter-butanol y ácido clorhídrico. Y
que el disolvente es polar prótico y el reactivo limitante (ter-butanol) es un alcohol terciario, favoreció el mecanismo S N1, así favoreciend favoreciendo o la formación de un carbocatión carbocatión terciario que es estable, para permitir la entrada del cloro y así formar al cloruro de terc-butilo. Se midió la cantidad de cloruro de terc-butilo obtenido y se obtuvo por destilación simple u cantidad de 4.5ml a 42ºC, que para determinar su porcentaje en rendimiento se obtuvieron los mo tanto del reactivo limitante como del producto obtenido y se obtuvo un rendimiento del 31.5%. Después a partir del producto obtenido, para la determinación de la determinación de la constante hidrólisis del cloruro de terc-butilo, se tomo un ml y se aforo a 100ml con una solución etanol/ag para titular con base. La concentración inicial del cloruro de terc-butilo, se obtuvo a partir de el ml utilizado multiplicado p la densidad del mismo por la cantidad de alícuota (10ml) dividido por su peso molecular, a Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title obteniendo 0.092mol/L.
Master your semester with Scribd & The New York Times Useful Not useful En los resultados, se muestra el mecanismo por el que se hidrolizó el cloruro de terc-butilo, que Cancel anytime.
que $4.99/month. el cloro es un buen grupo saliente, este sale y forma un carbocatión terciario, también debido Special offer for students: Only que el agua es un disolvente polar, por lo tanto favorece el mecanismo S N1, y se estabiliza carbocatión por solvatación con el etanol, para después ya que el agua es un buen nucleófilo este
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PRACTICA.6.GRIGNARD practica no 3. Estudios de
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proporcionó en el procedimiento de la práctica, con los cuales para cada valor de tiempo se obtu un valor del log a/(a-x), para obtener los valores de k, y así mismo se utilizó el factor 2.3 com positivo, dando que la constante, exceptuando el primer valor los datos no variaban por mucho en ellos, después se grafico y se obtuvo una línea casi recta exceptuando por algunos puntos, pero la gráfica se puede observar, que sobre la misma línea se dibujó la regresión lineal de la gráfi dándonos así una línea recta, comprobando hasta cierto punto que se trata de una ecuación primer orden, sin embargo, esto no se afirma en su totalidad ya que se investigó y las rectas de u ecuación de primer orden son al revés de la obtenida, es decir, obtuvimos una pendiente positiva ves de una negativa, y por lo tanto se tiene en discrepancia si se trata o no de una reacción de prim orden ya que todos los datos apuntan a que si lo es, sin embargo la gráfica no. De acuerdo a l datos obtenidos, se determinó la pendiente con los valores del tiempo (x) y los de log a/(a-x) y obtuvo un valor positivo de 0.0004, que multiplicado por el valor de 2.303 (que como ya se hab mencionado es el valor que se nos proporcionó en la práctica), nos da un valor positivo de k 0.0010, esto se menciona ya que se investigó y se encontró que para las ecuaciones de primer ord en vez de utilizar Log se utiliza LN, para realizar este tipo de ecuaciones y en vez del valor posit para 2.303, se utiliza un valor negativo del mismo para calcular las ecuaciones; por la misma raz se determinaron los mismos valores pero utilizando los datos mencionados. Los valores en comparación con el logaritmo variaban, pero de igual forma para ln a/(a-x) observaba que los valores también iban aumentando, y en cambio para el valor de k, los valores multiplicar por -2.303 daban negativos, por el digno menos, sin embargo al graficar la línea nos una recta muy similar a la que se grafico con el logaritmo, es decir, con pendiente positiva, aunque valor de k nos haya dado negativo, con el mismo valor al anterior pero negativo, así que se decid graficar también los valores de k en función del tiempo, observando de esta manera una pendien negativa, que es lo que se buscaba, de esta manera si se observó la recta de una ecuación de prim orden. Se determinó que se tenía una ecuación de primer orden ya que la ecuación que se muestra que velocidad es de primer orden con respecto al cloruro de terc-butilo.
CUESTIONARIO
1.- Con base a los datos experimentales ¿cuál es el orden de la reacción? De orden 1 2.- De acuerdo a este orden; ¿cuál es el mecanismo de la reacción de hidrólisis? S N1 3- ¿Qué será necesario hacer antes de desechar al drenaje los residuos de la reacción de obtención cloruro de ter-butilo que contienen agua, cloruro de calcio y ter-butanol? tendríamos que neutralizar antes
tirarlo al drenaje por que puede llevar algún residuo de acido clorhídrico y para evitar mayores riesgos; necesario neutralizar toda la mezcla con un poco de cloruro de sodio 4- ¿Qué precauciones debe tener al trabajar con ácido clorhídrico concentrado? primero que nada el ac clorhídrico se tiene que manejar en la campana de extracción del laboratorio ya que es muy peligroso se que manejar con cuidado por que tan solo al destaparlo los gasesRead que up expide puede causar Free For 30this Days Sign to vote on titleirritación ya si n llegara a caer una gota del acido es recomendable estar tranquilos y lavar con chorro de agua fría por Not useful Useful menos 20min para poder quitar la s ensación de quemazón o comezón. Cancel anytime.
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5.- Asigne Asigne las$4.99/month. bandas principales principales presentes presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales funcionales de react Special offer for students: Only productos: Espectros de I.R.
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CONCLUSIONES:
Por medio de esta práctica se logró comprobar experimentalmente el mecanismo de una reacción sustitución nucleofílica unimolecular, mediante la determinación de la constante de la velocidad de reacció partir de las concentraciones obtenidas del mismo al obtener un producto, para después al mismo hidroliza y a partir de este determinar su velocidad de reacción y así mismo su constante; también se determinó mismo mediante la determinación del método gráfico para la comprobación del orden en el que se llevo cabo cabo la reac reacci ción ón.. Por Por lo tant tanto, o, se pued puede e comp compro roba barr una una reac reacci ción ón de sust sustit ituc ució ión n nucl nucleo eo experimentalmente con los datos necesarios para la misma.
REFERENCIAS:
ξWADE, Jr “Química Orgánica” Quinta edición. Pearson, Madrid 2004. Pp. 136-141 ξHOLUM, J. “Fisicoquímica, química Orgánica y Bioquímica”. Limusa, México 1994 Pp. 231-237 ξMARON, S; PROTTON, C. “Fundamentos de Fisicoquímica”. Limusa México 1994pp. 556,558 - 560 ξ I.Q.I. Antonio Muños Ariza. ξ ChemDat: The Merck chemical database 2005 http://www.sc.ehu.es/ (9/marzo/2007) ξ http://www.sc.ehu.es/
ξwww.mtas.com Master your semester with Scribd & The New York Times Special offer for students: Only $4.99/month.
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