Procesos qumicos 1 BAC U 1 La reaccin

Procesos químicos 1º BAC U. 1 La reacción química A. 26 Cálculo de la velocidad de reacción

En un recipiente de 10 L que mantenemos a 360 ºC colocamos una mezcla de I 2 y H 2 que al reaccionar producen HI. Las concentraciones a los largo del tiempo se recogen en la siguiente tabla. [H 2] mol/L [I 2] mol/L [HI] mol/L Instante inicial 2, 00 1, 50 0, 00 A los 2 minutos 1, 68 1, 18 0, 62 A los 4 minutos 1, 43 0, 93 1, 12 A los 6 minutos 1, 25 0, 75 1, 48

Calcula la velocidad media de reacción en los 2 primeros minutos. ¿Es necesario indicar respecto a qué sustancia se ha calculado? ¿Por qué? [H 2] mol/L [I 2] mol/L [HI] mol/L Instante inicial 2, 00 1, 50 0, 00 A los 2 minutos 1, 68 1, 18 0, 62 A los 4 minutos 1, 43 0, 93 1, 12 A los 6 minutos 1, 25 0, 75 1, 48 La ecuación química que representa esa reacción es: 1 H 2 + 1 I 2 La velocidad referida a cada sustancia es: v. H 2 =− 1 1 Δ[H 2] (1, 68 – 2, 00) =− = 2, 67· 10− 3 mol/Ls Δt 120 v. I 2 =− 1 1 Δ[I 2] (1, 18 – 1, 50) =− = 2, 67· 10− 3 mol/Ls Δt 120 v. HI = 1 2 Δ[I 2] Δt = (0, 62 – 0, 00) = 2, 58· 10− 3 mol/Ls 120 2 HI

Calcula la velocidad media de reacción en los 2 primeros minutos. ¿Es necesario indicar respecto a qué sustancia se ha calculado? ¿Por qué? [H 2] mol/L [I 2] mol/L [HI] mol/L Instante inicial 2, 00 1, 50 0, 00 A los 2 minutos 1, 68 1, 18 0, 62 A los 4 minutos 1, 43 0, 93 1, 12 A los 6 minutos 1, 25 0, 75 1, 48 La velocidad es la misma respecto a cualquiera de las sustancias que participan en la reacción química. v. H 2 = 2, 67· 10− 3 mol/Ls v. I 2 = 2, 67· 10− 3 mol/Ls v. HI = 2, 58· 10− 3 mol/Ls La pequeña diferencia que se observa se debe a los errores de medida. Ese resultado está de acuerdo con lo previsto, puesto que la definición de la velocidad de reacción se ha hecho de forma que no dependa ni de la cantidad global de reactivos ni respecto a qué sustancia se calcula.

Calcula la velocidad media de reacción en el intervalo que va de los 2 a los 4 minutos. Idem para el intervalo entre los 4 y 6 minutos [H 2] mol/L [I 2] mol/L [HI] mol/L Instante inicial 2, 00 1, 50 0, 00 A los 2 minutos 1, 68 1, 18 0, 62 A los 4 minutos 1, 43 0, 93 1, 12 A los 6 minutos 1, 25 0, 75 1, 48 Dado que es igual respecto a cualquier sustancia podemos calcularlo respecto a una de ellas, por ejemplo, respecto al hidrógeno. En el intervalo entre los 2 y 4 minutos: v. H 2 =− 1 1 Δ[H 2] (1, 43 – 1, 68) =− = 2, 08· 10− 3 mol/Ls Δt 120 En el intervalo entre los 4 y 6 minutos: v. H 2 =− 1 1 Δ[H 2] (1, 25 – 1, 43) =− = 1, 50· 10− 3 mol/Ls Δt 120

¿Se mantiene constante la velocidad de reacción a lo largo de todo el tiempo? ¿Es razonable que la velocidad de reacción vaya disminuyendo con el tiempo? [H 2] mol/L [I 2] mol/L [HI] mol/L Instante inicial 2, 00 1, 50 0, 00 A los 2 minutos 1, 68 1, 18 0, 62 A los 4 minutos 1, 43 0, 93 1, 12 A los 6 minutos 1, 25 0, 75 1, 48 Las velocidades calculadas han sido: Entre 0 y 2 m: v. H 2 = 2, 67· 10− 3 mol/Ls Entre 2 y 4 m: v. H 2 = 2, 08· 10− 3 mol/Ls Entre 4 y 6 m: v. H 2 = 1, 50· 10− 3 mol/Ls La disminución de la velocidad a lo largo del tiempo es razonable pues va disminuyendo la concentración de los reactivos conforme se van gastando.

Calcula la cantidad de sustancia de yoduro de hidrógeno que se habrá obtenido en los 6 minutos. ¿Qué masa de yoduro de hidrógeno? [H 2] mol/L [I 2] mol/L [HI] mol/L Instante inicial 2, 00 1, 50 0, 00 A los 2 minutos 1, 68 1, 18 0, 62 A los 4 minutos 1, 43 0, 93 1, 12 A los 6 minutos 1, 25 0, 75 1, 48 La [HI] ha aumentado de 0, 00 a 1, 48 mol/L. Como el volumen es de 10 L, eso supone que la cantidad de sustancia de yoduro de hidrógeno producido será: n. HI = 1, 48 mol/L · 10 L = 14, 8 mol Para calcular la masa de HI es necesario conocer previamente la masa molar de esa sustancia. MHI = 127, 9 g/mol m. HI = 14, 8 mol · 127, 9 g/mol = 1892, 92 g