Esperienza laboratorio chimica generale - Cinetica

Relazione di laboratorio

Esperienza 3: Cinetica delle reazioni chimiche

Autore: Andrea Crippa

Data: 6 dicembre 2019

Scuola: Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione

Corso di studio: Ingegneria dei Materiali e delle Nanotecnologie - Primo anno

Cinetica dell'ossidazione dello ione ioduro con lo ione persolfato

Scopo: Effettuare misure volte a verificare la cinetica della reazione tra ione persolfato (S₂O₈^2-) e ione ioduro (I^-).

Materiali

• Becker da 250 ml
• Burette graduate
• 2 Becker da 100 ml
• Agitatore magnetico
• Siringa da 1 ml
• Cronometro
• Soluzione di amido
• Soluzione EDTA

Cenni teorici

In questo esperimento si vogliono ricavare i dati per ottenere l'equazione cinetica che definisce la reazione:

I₂ + 2 S₂O₈^2- + 2 I^- → 2 SO₄^2-

misurando il tempo in cui una certa quantità di persolfato reagisce in soluzione. L'equazione cinetica da verificare si troverà nella forma:

v (velocità di scomparsa di S₂O₈^2-) = k * [S₂O₈^2-]^α * [I^-]^β

dove k è la costante di reazione specifica e gli esponenti a cui sono elevate le concentrazioni definiscono l'ordine di una reazione rispetto a un particolare reagente. La velocità di scomparsa dello ione persolfato è definita come il rapporto fra la variazione di concentrazione dello ione persolfato su unità di tempo, quindi:

v = Δ[S₂O₈^2-]/Δt.

Le due equazioni così definite daranno lo stesso valore di velocità di reazione. Per definire le costanti A e B si dovrà anche tener conto della velocità di scomparsa dello ione ioduro. Per fare ciò si utilizza lo ione tiosolfato (S₂O₃^2-), secondo la cui reazione si ottiene:

I₂ + 2 S₂O₃^2- → 2 I^- + S₄O₆^2-

Si fa reagire lo iodio prodotto nella prima reazione per riottenere lo ione ioduro e ione tetrationato, permettendo in questo modo alla prima reazione di avvenire nuovamente essendoci ancora moli di persolfato in soluzione. La reazione 2 è una reazione molto più veloce della prima; infatti, tutto lo iodio prodotto dalla reazione 1 sarà ridotto a ioduro. Dato che si conosce la quantità di tiosolfato immessa in soluzione, si può ricavare stechiometricamente la quantità di iodio prodotto dalla reazione 1, così da sapere anche la quantità di moli di persolfato consumate.

Il problema sorge quando bisognerà aggiungere il tiosolfato; infatti, lo iodio può assumere un colore in reazione. Aggiungendo l'amido che funge da indicatore organico, si potranno ottenere risultati più precisi; infatti, lo iodio legato all'amido in un complesso produce un intenso colore blu scuro. Alla fine, appena tutti gli ioni tiosolfato hanno reagito secondo la reazione 2, si verrà a formare un eccesso di iodio per la...