INTRODUCCION - Departamento de Química Inorgánica, Analítica y ...

Química General e Inorgánica I – Introducción –
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Objetivo
Determinar el orden y la constante de velocidad de una reacción
química
Bibliografía M. E. Finlayson y D.G. Lee, J. Chem. Ed. 48 (1971) 473
Introducción
La oxidación de alcoholes por acción del Cr(VI) es utilizada, por ejemplo,
en los dispositivos empleados para el control de la alcoholemia en el aire exhalado
de los conductores de vehículos. La reacción química es la siguiente:
3 CH 3 CH 2 OH + 4 HCrO 4 – + 16 H + → 3 CH 3 COOH + 4 Cr 3+ + 13 H 2 O (1)
donde CH 3 CH 2 OH y CH 3 COOH son las fórmulas químicas del etanol y del ácido
acético, respectivamente, y HCrO 4 – es la del ión cromato ácido. ¿en qué productos
de uso común están presentes el etanol y el ácido acético
El ion HCrO 4 – está en equilibrio en medio ácido con el ion dicromato (Cr 2 O 7 2- )
según la siguiente reacción:
Cr 2 O 7 2– + H 2 O = 2 HCrO 4
–
(K = 3,0×10 –2 a 298 K) (2)
La reacción química (2) se equilibra en una escala de tiempo del orden de
los nanosegundos o picosegundos. Por lo tanto es indistinto emplear cromato ácido
o dicromato como reactivo, ya que en este último caso el cromato ácido necesario
para oxidar el etanol se obtendrá de inmediato a partir de la hidrólisis del
dicromato. En otras palabras, el equilibrio químico se alcanza muy rápidamente y
no constituye el paso limitante de la reacción global. La concentración de cromato
es en todo momento la concentración en equilibrio con dicromato. En las
condiciones de trabajo, despreciando las especies que podrían formarse al
protonarse ambos iones, puede considerarse que todo el cromo (VI) está como
HCrO 4 – . Por lo tanto, la absorbancia de la solución es una medida de la
concentración de este último, y puede seguirse la cinética de la reacción (1)
espectrofotométricamente.
La expresión de la ley de velocidad de la reacción (1) es:
v = k [HCrO 4 – ] a [CH 3 CH 2 OH] b [H + ] c (3)
donde a, b y c representan los órdenes de reacción con respecto al oxidante, al alcohol y
al ácido, respectivamente. Se trabajará en condiciones tales que las concentraciones del
alcohol y el ácido sean mucho mayores que la del oxidante. Bajo estas condiciones, la
variación en la concentración de los dos primeros debido al consumo producido será
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