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PRACTICA #6 Determinación de la cinética de la reacción entre HCl y Mg metálico NOMBRE: Santiago Morales Merchán 2182090

CÓDIGO: Christian

Camilo

Quijano

2182091 Fecha elaboración de la práctica 10/06/2019 Fecha elaboración del informe 18/06/2019 Objetivos 

Determinación de la velocidad con la que ocurre la reacción de Ácido Clorhídrico (HCl) junto Magnesio Metálico (Mg) para formar Cloruro de Magnesio (MgCl 2) e Hidrogeno (H2).

Discusión de resultados Para comenzar con la debida discusión de resultados, debemos tener en cuenta todos los cálculos estequiométricos que interactúan en esta reacción, las cuales, en los reactivos son: el Ácido Clorhídrico y el Magnesio; en los productos, el elemento que se analiza en la práctica es el Hidrogeno.

2 HCl+ Mg→ Mg Cl2 + H 2 En la práctica se tomó con una muestra de HCl con un volumen de 5 mL, el cual cuenta con una densidad de 1,186 g/mL, otro valor con el cual contamos, son los 0,023g de Mg, observando lo anterior dicho, se puede calcular la cantidad de Mililitros de Hidrogeno máxima y teórica que se puede obtener de la reacción:

Mol H 2=0,023 g Mg×

1 mol H 2 1 mol Mg × =0,000946 mol H 2 24,305 g Mg 1 mol Mg

Se usa como reactivo limitante el Magnesio, ya que es el elemento en menor proporción a comparación del otro reactivo en la reacción, además de que no se especificó, la pureza a la cual se encontraba el Ácido Clorhídrico.

PV =nRT → V =

atm L ∗( 298,15 K ) K mol =0,0258 L=25,88 mL H 2 1 atm 680 mmHg× 760 mmHg

(

( 0,000946 mol )∗ 0,0821 V=

(

nRT P

)

)

Aclaración: En la formula anteriormente escrita, se usa 680 mmHg ya que es la presión atmosférica a la cual está sometida la ciudad de Bucaramanga, además se usan 25°C=298,15 K comentando que esta es la temperatura ambiente. Teniendo en cuenta la cantidad de volumen que se puede conseguir en la reacción, claramente, no se conseguirán la cantidad exacta que se halló en los factores estequiométricos, pero la cantidad que se consiguió experimentalmente será analizada para ver como interactúa la cinética en esta reacción. Para la obtención de los datos necesarios en la práctica de cinética se deben realizar los siguientes cálculos: Se parte de una cantidad cualquiera de volumen de H 2 obtenido en la práctica con su respectivo tiempo, a partir de este volumen se puede conseguir la diferencia de concentración del HCl, la respectiva varianza de la M del HCl y la velocidad de cada uno de los intervalos entre volumen. Se realizó el siguiente procedimiento: Tomaremos como punto de partida para los cálculos 1 mL de H2

1 atm 680 mmHg × ∗0,001 L H ( 760 mmHg ) n= =3,655 x 1 0 atm L (0,0821 K mol )∗298,15 K 2

−5

mol HCl=3,655 x 10−5 mol M HCl=

mol H 2

H 2∗2mol HCl =7,31 x 10−5 mol H 2 1 mol H 2

7,31 x 10−5 mol H 2 =0,014621 M HCl 0,005 L soln

La cantidad M de HCl hallada es la Molaridad necesaria de HCl para poder formar 1 mL De H 2, por lo que se entiende que la concentración del reactivo del HCl en el momento donde forma 1 mL será la concentración inicial del Ácido Clorhídrico menos la concentración necesaria para formar ese producto.

Concentración HCl=0,5 M −0,014621 M =0,48537 M [HCl ] La varianza de la concentración del HCl se verá reflejada, en la concentración inicial del reactivo menos la concentración restante que sobrará al formar el mL de H 2 que planteamos anteriormente:

∆ [ HCl ] =0,5 M −0,48537 M =0,014621 M [ HCl] Conociendo el tiempo que se tardó en formarse el volumen del cual se basan los cálculos se puede hallar la velocidad de este punto, la cual se calcula de la siguiente manera:

Velocidad=

−∆ [ HCl ] −0,48537−0,5 M = =0,000922 ∆t 15,85−0 s

( )

De la misma manera, se realiza el cálculo de los demás volúmenes que se tomaron en la práctica: Tabla 1. Datos determinación de la cinética de la reacción.

Volumen de H2 (mL)

[HCl] (M)

∆[HCl] (M)

t (s)

Velocidad (M/s)

0 1 2 3 4 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20,2 20,4 20,6 20,8 21

0,5 0,485378989 0,470757977 0,456136966 0,441515954 0,412273931 0,383031908 0,368410897 0,353789885 0,339168874 0,324547862 0,309926851 0,29530584 0,280684828 0,266063817 0,251442805 0,236821794 0,222200782 0,207579771 0,204655568 0,201731366 0,198807164 0,195882962 0,192958759

0 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,029242023 0,029242023 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,014621011 0,002924202 0,002924202 0,002924202 0,002924202 0,002924202

0 15,85 21,08 33,16 66,14 90,79 126,59 142,07 181,73 196,42 213,73 258,72 310,24 365,39 434,22 508,38 615,78 722,69 851,15 867,73 920,33 994,61 1035,05 1050,74

0 0,000922461 0,002795604 0,001210349 0,00044333 0,001186289 0,000816816 0,00094451 0,000368659 0,000995304 0,000844657 0,000324984 0,000283793 0,000265114 0,000212422 0,000197155 0,000136136 0,00013676 0,000113818 0,000176369 5,55932E-05 3,93673E-05 7,23097E-05 0,000186374

∆[HCl] vs tiempo 0.04

De la

0.03

∆[HCl] (M)

0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0 0

200

400

600

800

1000

1200

Tiempo (s)

gráfica mostrada anteriormente se puede denotar una constante, en cada rango de varianza, o sea, al tomar valor de uno en uno, por ejemplo 10 a 11, o 11 a 12, se puede denotar una constante con la cual varía, y va disminuyendo la concentración con el tiempo la cual es 0,014621, así mismo se denota, si va de dos en dos, como es el caso de 4 a 6, o 6 a 8, con una constante de 0,02924, y el similar caso para variación de los valores de 0,2 en 0,2, como sucede en los valores de 20 a 20,2 o

20,2 a 20,4, con una constante de 0,002924. Esa constante denota la cantidad de concentración de HCl se va perdiendo a medida del tiempo (M/s). Durante el desarrollo de la practica se cometieron diversos errores que hicieron que algunos datos tomados se vieran alterados como lo fueron errores personales, pues no en todas las ocasiones se observaba si el volumen estaba en el punto preciso para tomar el tiempo. Además, en algunos momentos no se mantuvo un ritmo de agitación constante así que al agitar más lento la reacción ocurría mas lento por lo que la burbuja se demoraba mas en subir y así mismo cuando se agitaba más rápido, haciendo que en ciertas ocasiones el mismo volumen fuera desplazado a diferentes tiempos. Conclusiones La práctica permitió determinar experimentalmente las velocidades de la reacción entre el acido clorhídrico y el magnesio metálico para así analizar los gráficos obtenidos con los datos de la práctica. El trabajo en general fue bueno, aunque se tuvieron ciertos errores que pudieron llegar a alterar los resultados no representaron mayor relevancia en la práctica. A su vez el trabajo fue ordenado y en el equipo se trabajó juntos para lograr una toma de datos más eficiente y ordenada.