Resumen se sintetizó el complejo de ditizonato de mercurio (II) y con el este complejo se determinó mediante técnica espectrofotométrica un estudio cinético para la ley de velocidad con la reacción de isomerización mediante los métodos de tiempo de vida media,
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| CUATRO MÉTODOS PARA EVULUAR CINÉTICA DE PRIMER ORDEN Flores, J Laboratorio de Química Inorgánica Escuela de Química, Universidad Nacional, Costa Rica RESUMEN Se sintetizó el complejo de ditizonato de mercurio (II) y con el este complejo se determinó mediante técnica espectrofotométrica un estudio cinético para la ley de velocidad con la reacción de isomerización mediante los métodos de tiempo de vida media, semilogarítmico, Guggenheim y cociente de velocidades. 1 Introducción Hay muchos agentes complejantes orgánicos que se han vuelto importantes en química como resultado de su inherente sensibilidad y su potencial selectividad al reaccionar con iones metálicos. Estos reactivos son útiles en la precipitación de metales, la extracción de metales de un disolvente a otro y en la formación de complejos que absorben luz para determinaciones espectrofotométricas. [1] Hay muchos factores fundamentales que influyen en la velocidad de las reacciones como el estado físico de los reactivos, la concentración de reactivos, la temperatura en que se lleva a cabo la reacción, uso de catalizadores y área superficial. [2] Si al duplicar la concentración de un reactivo la velocidad se duplica se dice que la reacción es de primer orden con relación a ese reactivo, o también que la velocidad es directamente proporcional a la concentración de ese reactivo. [3] Se expresa matemáticamente como:  Ecuación 1.1Donde k es la constante de velocidad, [A] concentración de reactivo y “v” velocidad 1.1 Métodos de evaluar cinética de primer orden 1.1.1 Método de vida media: La vida media de una reacción es el tiempo necesario para que la concentración de un reactivo descienda a la mitad de su valor original [4] La constante de velocidad viene dada por:  Ecuación 1.1.1 1.1.2 Método semilogarítmico De la velocidad instantánea se deriva la ecuación  Ecuación 1.1.2Donde t es tiempo, [A]0 concentración inicial, [A]t concentración en el tiempo t. Cuando se trata de una ecuación de primer orden se pueden usar de varias formas, dadas tres cantidades cualesquiera de las siguientes se puede despejar la cuarta: k, t, [A]0 [A]t [4] 1.1.3 Método Guggenheim Cuando [A]  es difícil de obtener, se recomienda este método la cual el tiempo de reacción se divide en intervalos. El método se expresa por: [5] Ecuación 1.1.31.1.4 Método de cociente velocidades Método alternativo al de Guggenheim, se definen R y RΔ como las derivadas de [A]t y [A]t+Δ con respecto al tiempo. Definido por: [5]  Ecuación 1.1.4.1 Ecuación 1.1.4.2  Ecuación 1.1.4.32 Sección Experimental 2.1 Metodología El procedimiento que se siguió fue el descrito por el manual de laboratorio de química inorgánica [5] Se disolvió acetato de mercurio (II) en disolución de amoniaco junto con ditizona en un baño con hielo. El sólido se filtró y recristalizó. Se preparó una disolución de ditizonato de mercurio (II) en xileno seco la cual se sometió a luz la cual adoptó color naranja. Se midió la absorbancia por espectrofotometría a 606 nm a través del tiempo para evaluar los cuatro métodos para determinar cinética de primer orden 2.2 Equipo Espectrofotómetro: Spectronic 20D Celdas para Spectronic 20D Balanza analítica Santorios Cronómetro Cristalería 3 Resultados  Figura 3.1 Sólido de ditizonato de mercurio (II) [6] Cuadro 3.1 Valores de absorbancia de la disolución de ditizonato de mercurio (II) leídos a longitud de onda de 606 nm a través del tiempo
Cuadro 3.2 Valores de la constante de velocidad para la reacción de isomerización del ditizonato de mercurio (II) evaluados con los métodos de cinética de primer orden
4 Análisis Como se observa en la figura 3.1 el complejo de ditizonato de mercurio (II) es de coloración rojo oscuro la cual al disolver en xileno da una coloración verde la cual con la presencia de luz se vuelve naranja. En la práctica el ditizonato de mercurio (II) no fue recristalizado y el xileno no estaba seco la cual sucedió que la disolución en presencia de luz se puso amarilla y el estudio cinético no se pudo determinar debido a que no cambió la absorbancia de la solución a través del tiempo. Pero al repetir la práctica con el complejo recristalizado y disuelto en xileno seco el estudio cinético si se pudo determinar indicando los resultados en el cuadro 3.1. En cuanto al equipo se trabajó en estado estacionario para asegurar que la temperatura y presión fueran constantes ya que estos factores influyen en la cinética. Con base en los datos del cuadro 3.1 se desarrolló los métodos para evaluar la cinética de la reacción de isomerización del ditizonato de mercurio (II) dado que es una reacción de primer orden. Al evaluar los métodos se determinó la constante de velocidad, mostradas en el cuadro 3.2 la cual al ser conocidas se puede expresar la ley de velocidad para el complejo de mercurio (II). Al ser los valores de la constante bajos, indica que la rapidez de reacción es baja y por lo tanto la reacción de isomerización es lenta lo cual es observable en la disolución que después de absorber luz se puso de color naranja y después de varios días continuó estando del mismo color inclusive estando guardada la disolución en zona oscura. En cuanto a los valores de la constante de velocidad determinados por los métodos se observa que algunos tienen valores parecidos lo cual permite escoger cual método es más conveniente para realizar estudios cinéticos futuros con este tipo de sustancia. 5 Conclusiones El ditizonato de mercurio (II) es de color rojo Los factores como la pureza de reactivos y la temperatura son importantes para el estudio cinético de una sustancia. La reacción de isomerización del complejo de ditizonato de mercurio (II) es lenta Los métodos de evaluar cinética son precisos 6 Bibliografía [1] Skoog D, West D, Holler J, Crounch S. Fundamentos de Química Analítica. Octava Edición. Editorial Thomson. México 2005. pp 465 [2] Burns R. Fundamentos de Química. Cuarta Edición. Editorial Pearson. México 2003. pp 442-448 [3] García A, Audad A, Zapata R. Hacia la Química 1. Tercera Edición. Editorial Temis. Bogotá Colombia 1985. pp334. [4] Brown T, LeMay H, Bursten B, Burdge J. Química la Ciencia Central. Novena Edición. Editorial Pearson. México 2004. pp 537-541 [5] Piedra G, Quesada J, Alfaro R. Manual de Laboratorio de Química Inorgánica. Universidad Nacional 2009. pp 62-65 [6] fotografía tomada por José Pablo Flores Zúñiga |
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