Experimento 4

Cinética Coloreada

 

Introducción teórica:

 

         En general los estudiantes tienen dificultades para comprender el concepto de velocidad de reacción y, en particular, que dicha velocidad puede depender de cambios en la concentración de los reactivos y/o en la temperatura del sistema.

            Esta experiencia, visualmente muy atractiva y muy sencilla para ser realizada en el colegio, puede ayudar a disminuir las dificultades en el aprendizaje de la cinética química. Aquí ejemplificamos, cualitativamente, cómo la concentración de los reactivos (en este caso el hipoclorito de la lavandina) afecta la decoloración de la mezcla de tartrazina y azul brillante. Además se podrá observar que ambos colorantes no reaccionan a la misma velocidad a igual concentración de lavandina y es por eso que ocurre la transición verde- amarillo- incoloro.

            Como tópico adicional, resulta interesante ejemplificar el fenómeno conocido como difusión, que da cuenta de que los reactivos no se mezclan instantáneamente sino que deben “viajar” para encontrarse y por tanto es otro factor que controla la velocidad de una reacción química, además de los mencionados antes. Con relación al fenómeno de difusión, es importante recalcar aquí la diferencia entre mezclar los reactivos en un vaso de precipitados como se hace en la parte 2. del trabajo y hacerlo sembrando unas gotas de lavandina sin generar turbulencias en un borde de la caja de Petri.

  

Detalles experimentales y precauciones:

 

         Los detalles experimentales ya fueron enumerados en la guía de alumnos; sin embargo es útil tener presente que si la solución de colorante verde obtenida resultara muy concentrada y no permitiera ver bien los cambios de color, habrá que ir diluyéndola hasta lograr el efecto deseado.

            Por otra parte recordar que la lavandina es cáustica de manera tal que hay que evitar el contacto con ojos y piel.

            El colorante azul es soluble en alcohol etílico (recordarlo en caso de mancharse al manipular los reactivos).

  

Modelo de informe:     

 

            Parte 1:

 

            Antes del agregado de lavandina y luego cada dos o tres minutos, describir el sistema de la siguiente manera:

- color o distribución de colores:

- distancia aproximada de cada color al punto de sembrado:

 

            Parte 2:

 

            En los tres vasos de precipitados, observar:

- cambios de color producidos:

- tiempo que tardan en producirse dichos cambios (tiempo cero es el correspondiente al agregado de lavandina):

 

 

Extensión de la práctica e ideas útiles:

 

            Respecto de esta misma reacción podría ampliarse la práctica repitiendo la parte 2. a menor temperatura: una sugerencia podría ser colocar, dos horas antes de iniciar la sesión de laboratorio, las soluciones a utilizar y los vasos de precipitados donde se van a mezclar en una heladera (en la parte inferior, para evitar congelamientos).  Luego proceder como lo indica la guía de alumnos y comparar los tiempos de reacción a igual concentración de reactivos.

            Hay otras reacciones sencillas cuya cinética se puede seguir observando cambios de color: un ejemplo es la hidrólisis del  anhídrido acético.

Se prepara una solución de KIO3 1 M en KI 1 M y se colocan en tres vasos de precipitados de 50 mL bien secos y con ayuda de una pipeta Pasteur, una, dos y tres gotas respectivamente de anhídrido acético. Posteriormente y en forma simultánea, a los tres se les agregan 30 mL de la solución de iodato de potasio, se agita con varilla y se observan los cambios de color que se producen y el tiempo que demoran en hacerlo. El resultado esperado es que a mayor concentración de anhídrido la reacción será más rápida. La velocidad se evalúa a través de la formación de iodo ya que la hidrólisis genera protones y éstos originan iodo a partir de la solución de IO3 / I.

 

 

Cuestionario

  

1. ¿Como varió la velocidad de la reacción con la concentración de lavandina?

 

2. ¿Cómo esperas que varíe la velocidad si la reacción se lleva a cabo en un laboratorio donde la temperatura es 5ºC menor?

 

3. ¿Cómo esperas que se modifiquen los resultados del punto 1 del trabajo si la experiencia se lleva a cabo en un laboratorio donde la temperatura es 10ºC mayor?

 

4. ¿ Cómo esperas que se modifiquen las observaciones que realizaste en la parte 1, si por error uno de tus compañeros agita la caja de Petri ?

 

5. ¿ Qué esperarías observar en la misma experiencia si colocas inicialmente lavandina y luego siembras con gotas de colorante verde en un borde de la caja? 

 

Bibliografía:

 

Weaver G. y Kimbrough D., J. Chem. Ed. 72 (1995) 256.