ANÁLISIS DE LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN DE DECOLORACIÓN DEL PERMANGANATO POTÁSICO

En esta práctica se estudiará la influencia de la temperatura las concentraciones y la naturaleza de los reactivos y la presencia de un catalizador sobre la velocidad de dos reacciones químicas.
a) Permanganáto potásico + oxalato sódico -> Permanganato sódico + oxalato potásico

2KMnO4 + Na2C2O4 = 2NaMnO4 + K2C2O4

b) Permanganato potásico + sulfato ferroso -> Permanganato ferroso + sulfato potásico

2KMnO4 + FeSO4 = Fe(MnO4)2 + K2SO4

1- Los FACTORES que afectan a la velocidad de reacción:
-Naturaleza de las sustancias reactivas
-Temperatura
-Concentración
-Superficie de contacto
- Catalizadores

2- REACTIVOS:

- Permanganato potásico

- Oxalato sódico

- Sulfato ferroso

- Agua destilada

- Cloruro de manganeso (II)

3-PROCESO EXPERIMENTAL

Vamos a analizar la velocidad a la que se produce la decoloración del permanganato frente a dos reactivos de naturaleza diferente, para ello vamos a usar una disolución diluida de oxalato ódico y otra disolución diluida de sulfato ferroso.

1) Empezamos preparando tres disoluciones diferentes:

- Disolución diluida de 80 ml de oxalato de sodio.

- Disolución diluida de 10 ml d sulfato ferroso

- Disolución muy diluida de 80 ml de permanganato potásico (tiene que tener un color violeta semitransparente)

2) Se añaden 10 ml de la disolución de permanganato en dos tubos de ensayo.

3) Al mismo tiempo, se añaden 10 ml de oxalato sódico y de sulfato ferroso en cada uno de los tubos de ensayo.

4) Medimos la temperatura con el termómetro 2oºC

5) Dejamos ambas disoluciones reposar y vemos como se van decolorando poco a poco.

4-JUSTIFICACIÓN TEÓRICA

Al producirse la disolución del oxalato de sodio y el sulfato ferroso en agua destilada se producen iones oxalato en el primer caso e iones ferrosos en el segundo. Estos iones son los que producen la decoloración del permanganato y en el proceso los iones ferrosos provocan la reacción de manera mucho más rápida.

En este caso vamos a estudiar la influencia de la temperatura sobre la velocidad de reacción, era muy importante que no varíara la concentración de los reactivos en cada uno de los ensayos que realizamos a las distintas temperaturas, para que los resultados fueran totalmente fiables.

1- Usamos las disoluciones de permanganato y oxalato del proceso anterior.

2- Añadimos 10 ml de cada disolución en dos tubos de ensayo diferentes.

3- Calentamos al baño maría ambas disoluciones, metemos el termómetro y las sacamos cuando este marque 35ºC.

4- En ese momento justo vertemos la disolución de oxalato sobre la de permanganato. Cuando la decoloración se ha completado, repetimos el mismo proceso pero esta vez hasta 45ºC

Ahora vamos a combrobar la influencia de catalizador sobre la velocidad de reacción, era importante que no variase la concentración de los reactivos en cada uno de los ensayos que realizamos, para que los resultados fueran totalmente fiables.

Un catalizador es una sustancia capaz de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo o inhibidor) una reacción química, permaneciendo éste mismo inalterado (no se consume durante la reacción). A este proceso se le llama catálisis.

1- Se utilizan las disoluciones de permanganato y oxalato del primer ensayo.

2- De nuevo, se añaden 10 ml. de cada disolución en un tubo de ensayo diferente.

3- El catalizador adecuado para esta reacción es el cloruro de manganeso (II). Se preparan 10 ml. de disolución concentrada de cloruro.

4- Se añade la disolución de oxalato sobre el permanganato y, seguidamente se vierte la disolución de cloruro. Se pone el cronómetro en marcha.

5- Se observa la decoloración y al terminar, se para el cronómetro y se anotan resultados.

Por último comprobamos la influencia de la concentración de los reactivos en la velocidad de la reacción.

1- Se utiliza la disolución de permanganato del primer ensayo pero se modificará la de oxalato.

2- Se añade más cantidad de oxalato sobre la disolución para hacerla muy concentrada.

3- Se vierten 10 ml. de la nueva disolución de oxalato en un tubo de ensayo, y otros 10 ml. de la disolución de permanganato en otro tubo.

4- Se añade el oxalato sobre el permanganato. Se pone el cronómetro en marcha.

5- Se observa la decoloración y cuando se completa, se para el cronómetro anotando los resultados.

5- ANÁLSIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIÓN

1)

a-En este caso sin duda el factor más influyente ha sido el catalizador, que ha producido la decoloración del permanganato de manera instantánea. Después, en otros factores influyentes pero en menor medida son la naturaleza de los reactivos, la concentración y la temperatura.

b- En mi opinión, pienso que no sería necesario la utilización de todos los factores de manera conjunta, ya que si uno de ellos da buenos resultados no haría falta usar todos, pero en el caso de que lo hicieramos, creo que sin duda la velocidad de la reacción sería mucho mayor con unos resultados más instantáneos aún.

2)

a- Según la teoría cinético-molecular, el aumento de temperatura produce un aumento de la velocidad con la que se mueven los átomos de las partículas. Consecuentemente, habrá un número mayor de choques que también serán más energéticos y tendrán mayor posibilidad de ser eficaces.
Por tanto, el aumento de la temperatura de los reactivos, aumenta la velocidad de reacción.
En nuestra práctica, al calentar las disoluciones de los reactivos permanganato y oxalato, ha aumentado su velocidad de reacción con respecto a la inicial.

b- Si se produce un aumento en la concentración de los reactivos aumenta la frecuencia de choques entre los átomos de las partículas. Nosotros lo hemos comprobado. Hemos aumentado bastante la concentración de oxalato, y al verterlo sobre el permanganato, la velocidad de reacción también ha aumentado de tal manera que la decoloración apenas ha tardado más de 20 segundos.

c- Como he dicho antes, un catalizador es una sustancia capaz de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo o inhibidor) una reacción química, permaneciendo éste mismo inalterado (no se consume durante la reacción). Lo hemos podido comprobar perfectamente, ya que gracias al catalizador utilizado la decoloración de nuestra reacción ha aumentado su velocidad notablemente de tal manera que ha sido prácticamente isntantánea.