Determinación de La Constante de Velocidad Mediante La Cinética de La Hidrólisis de Un Ester Por Conductividad Eléctrica

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  LABORATORIO DE CINÉTICA - UNIVERSIDAD DEL VALLE 1 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD MEDIANTE EL ESTUDIO CINÉTICÓ DE LA HIDRÓLISIS DE UN ESTER POR CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA. Benavides, Esteban (0523121). tebanbena87@gmail.com; Soto, Sebastián (0934492). Soto121@hotmail.com 21 de Abril del 2014. Departamento de Química – Universidad del Valle. Palabras clave: Constante de velocidad, Hidrólisis, Conductividad eléctrica. Resumen. Se determinó la constante de velocidad de la re
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  LABORATORIO DE CINÉTICA - UNIVERSIDAD DEL VALLE 1 DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD MEDIANTE EL ESTUDIO CINÉTICÓ DE LA HIDRÓLISIS DE UN ESTER POR CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA. Benavides, Esteban (0523121). tebanbena87@gmail.com; Soto, Sebastián (0934492). Soto121@hotmail.com 21 de Abril del 2014. Departamento de Química  –  Universidad del Valle. Palabras clave: Constante de velocidad, Hidrólisis, Conductividad eléctrica. Resumen.  Se determinó la constante de velocidad de la reacción de acetato de etilo e hidróxido de sodio por conductimetria a temperatura ambiente. Se obtuvo una constante de velocidad de reacción de 0,824 l/M − 1 s −  con un porcentaje de error del 28.75% comparado con el reportado en la literatura. Introducción. La saponificación del acetato de etilo transcurre relativamente rápida a 25°C de acuerdo con la ecuación: La reacción puede seguirse conductimétricamente puesto que la conductividad disminuye en el transcurso de la reacción [1]. La reacción está desplazada hacia la derecha por lo que puede admitirse que la reacción es irreversible y de segundo orden global, es decir, que la velocidad de reacción solo depende la concentración de éster y álcali presentes: V = k[éster][OH - ] Donde, k es la contante cinética de la reacción. La velocidad de las reacciones química es importante en la determinación de muchas reacciones a nivel de la industria.El objetivo de la práctica es aplicar el método conductimetrico a la determinación de la constante de velocidad de la reacción de hidrolisis del acetato de etilo en medio básico. [2]  Metodología . Se utilizó una celda de conductividad conectada a un circuito con una resistencia externa para determinar la conductividad de la reacción de hidrólisis del acetato de etilo con NaOH a temperatura ambiente a diferentes tiempos, midiendo los cambios de voltaje y calculando con estos los cambios en la resistencia, para finalmente establecer su constante de velocidad. Se realizó el procedimiento haciendo la mezcla de hidróxido de sodio y Acetato de etilo de tal manera que [Ester]=2[NaOH] [3]. Resultados y discusión. Utilizando las ecuaciones (1) a (4) se determinó las resistencias del sistema de la reacción del CH 3 COOC 2 H 5 con NaOH, midiendo conductividad eléctrica de la solución. (    ) ()    ()        (    ) ()          ()   Fig. 1. Extrapolación de la resistencia para un tiempo que crece exponencialmente . Empleando la Fig.1 se extrapoló a un tiempo infinito para obtener la resistencia  LABORATORIO DE CINÉTICA - UNIVERSIDAD DEL VALLE 2 R L =0,01629 mega Ω , es la resistencia asumiendo que desaparecen los reactivos y se forman los productos y que la constante de equilibrio es considerablemente grande. Luego, se obtuvo el valor de R 0 = -0,06273 mega Ω   extrapolando a tiempo cero. Posteriormente, se obtuvo el valor de x utilizando la Ec. 5.              Con los valores de x, se calculó la relación   []  ([ ]  )[ ]  ([]  )  Finalmente, se construyó la gráfica de   []  ([]  )[]  ([]  )  Vs. t con lo que se calculó la constante de velocidad de reacción. Fig 2. Gráfica de    []  ([]  )[]  ([]  )   vs. t. Se obtuvo una k = 0,824 l/M − 1 s − 1  teniendo en cuenta que la reacción es 2 do  orden para la reacción global de la hidrólisis. En cuanto a los resultados obtenidos, fueron bastante satisfactorios ya que al calcular la constante cinética, se obtuvo un porcentaje de error del 28,75 % en comparación con el reportado en la literatura de 0,640 M − 1 s − 1  a 30 °C [4] lo que indica que las condiciones en las que se llevó a cabo la reacción fueron buenas, pero no las más óptimas. La medición de la constante de velocidad de la reacción de hidrólisis del CH 3 COOC 2 H 5 con NaOH depende del consumo del álcali, ya que a medida que transcurre la reacción, los iones hidroxilo son reemplazados por los iones CH 3 COO - , cuya movilidad eléctrica es mucho menor a la de los iones hidroxilo, y en consecuencia, la conductividad decae. El efecto de la temperatura es un parámetro importante a ser controlado, ya que una mayor temperatura, la reacción de hidrólisis se acelera y terminará más rápido. La reacción de hidrólisis del éster en medio básico, es exotérmica por lo tanto, monitorear la temperatura de la reacción es fundamental para observar la tendencia de las medidas de conductividad por esta alza de temperatura [5] esta puede ser una de las razones por la cual el valor de la constante de velocidad es mayor, en comparación al reportado en la literatura.   Conclusiones . Se determinó la constante de velocidad para la reacción de segundo orden de acetato de etilo e hidróxido de sodio mediante medidas de conductividad y el tratamiento de datos según las aproximaciones teóricas supuestas. Se sugiere controlar la temperatura mediante el uso de un termostato en determinaciones análogas de modo que la cinética no se altere por efectos de temperatura y la constante de velocidad de reacción pueda determinarse con exactitud. Referencias [1]http://www.uv.es/qflab/2013_14/descargas/cuadernillos/experi_quimi1/castellano/2ING_SapAcEtCas.pdf. Revisada Abril del 2014. [2]Hydrolysis of methyl acetate http://www.csupomona.edu/~sjanz/physical_chemistry/chm_353_labs/hydrolysis_of_methyl_acetate.pdf. Revisada Abril del 2014.   [3] Grajales, M. (2011). Cinética de la hidrólisis de un éster por conductividad. Departamento de Química. Universidad del Valle. [4] Avery, H(1982). Leyes Elementales de Velocidad. En: Cinética química básica y mecanismo de reacción.  Ed. Reverté, S.A.Barcelona. P. 20.   [5] Das, K.; Sahoo, P.; Sai Baba, M.; Murali, N.; Swaminathan, P. Kinetic studies on saponification of ethyl acetate using innovative conductivity-monitoring instrument with a pulsating sensor. International Journal of Chemical Kinetics.  Wiley periodicals,   2011, pp.1-9.  LABORATORIO DE CINÉTICA - UNIVERSIDAD DEL VALLE 3
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