INFORME 3.

Parte 2. El reloj de yodo.

Nombre: Manuela Grisales Londoño.
Grupo Laboratorio: 1.
Correo: manuela.grisales@utp.edu.co

OBJETIVO.

➢ Estudiar experimentalmente factores que controlan la velocidad de una reacción

química específica.

MARCO CONCEPTUAL.

Existen varios factores que pueden afectar la velocidad de una reacción química, como
lo son la concentración y la temperatura, en este caso se estudiará la velocidad de una
reacción en la que participan el ion yodato, IO3- y el ion bisulfito, HSO3- en medio
acuoso ácido.

La reacción se lleva a cabo en las siguientes etapas:

Etapa 1. El yodato en presencia del bisulfito se reduce lentamente a yoduro:

IO3- + 3HSO3- ➔ I- + 3HSO4-

Etapa 2. El yodato reacciona lentamente con el yoduro para formar yodo:

5I- + 6H+ + IO3- ➔ 3I2 + 3H2O

Etapa 3. El yodo liberado se reduce rápidamente por el bisulfito:

I2 + HSO3- + H2O ➔ 2I- + SO42- + 3H+

Etapa 4. El yodo aparece cuando todo el bisulfito ha sido oxidado:

XI2 + YI- ➔ complejo yodo-almidón

En la práctica se tienen dos soluciones acuosas: una de yodato de potasio (KIO3) y la

otra de bisulfito de sodio (NaHSO3), estas se mezclan entre sí cuando se quiere
efectuar la reacción. La disolución acuosa de NaHSO3 contiene almidón soluble y este
tiene la propiedad de formar con el yodo molecular una sustancia intensamente azul,
casi negra y significa que en la reacción se ha producido yodo molecular.

Tal como se va a efectuar la reacción entre el ion IO3- y el ion bisulfito HSO3- es
necesario tener siempre un exceso del ion IO3-; de tal forma, que en todas las
reacciones se gasta todo el HSO3- disponible. En todas las reacciones que se van a
efectuar en la práctica se usa la misma cantidad de HSO 3-, el cual es el reactivo
limitante y, por lo tanto, todas las reacciones proceden hasta el mismo punto y
producen las mismas cantidades de productos, aunque las cantidades de IO3- varíen en
las distintas reacciones.

La velocidad de la reacción se puede determinar midiendo el tiempo que tarda en

aparecer el color azul intenso desde que se mezclan los reactivos. Sabemos que entre
menos tiempo se demore mayor será la velocidad de esta reacción.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS.

10 tubos de ensayo. 1 cronómetro.

2 pipetas graduadas de 10 mL. 1 mechero.

Baño maría. Nevera.

1 vaso de precipitados de 600 Solución A (KIO3 0,026 M)

mL.
Solución B (NaHSO3 0,013 M y
1 termómetro de -10 °C a 110 almidón)
°C.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
Parte A. Efecto de los cambios en la concentración del IO3-.
Tubo No mL de solución A mL de agua Tiempo (s)
1 5 0 06:35
2 4 1 10:27
3 3 2 12:76
4 2 3 15:82
5 1 4 64:80

En esta parte del laboratorio añadimos diferentes cantidades (mL) de la solución A y

de agua en cinco tubos de ensayo, todos estos a una misma temperatura (temperatura
ambiente) y luego, a cada tubo agregamos 5 mL de la solución B y medimos el tiempo
que tardó en reaccionar cada una de las soluciones y lo notamos porque la solución
cambió a un color azul oscuro. Observando los datos del tiempo podemos apreciar el
efecto de la concentración en la velocidad de una reacción, ya que a medida que
disminuía la cantidad de solución A y la solución se hacía más diluida, es decir, la
concentración de los reactivos disminuye, el tiempo aumentaba, por lo tanto, su
velocidad disminuía.

1) Teniendo en cuenta que la solución A tiene una concentración igual a 0.026 M,

calcule la concentración inicial de IO3- en la mezcla reaccionante de cada uno de
los cinco tubos.
 Concentración inicial de
Tubo No Tiempo (s)
IO3- (M)
1 0,026 06:35
2 0,0208 10:27
3 0,0156 12:76
4 0,0104 15:82
5 0,0052 64:80

Concentración inicial de IO3- (M).

Tubo No 1.

Concentración solución A: 0,026 M. V solución A: 5 mL. V total solución: 5 mL.

0,026 𝑚𝑜𝑙
𝑛𝐴 = 𝑉𝐴 ∗ 𝑀𝐴 = 0,005 𝐿 ∗ 𝐿
= 0,00013 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑛 0,00013 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑀=𝑉𝐴 = 0,005 𝐿 𝑠𝑙𝑛
= 0,026 𝑀
𝑠𝑙𝑛

Tubo No 2.

Concentración solución A: 0,026 M. V solución A: 4 mL. V total solución: 5 mL.

0,026 𝑚𝑜𝑙
𝑛𝐴 = 𝑉𝐴 ∗ 𝑀𝐴 = 0,004 𝐿 ∗ 𝐿
= 0,000104 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑛 0,000104 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑀=𝑉𝐴 = 0,005 𝐿 𝑠𝑙𝑛
= 0,0208 𝑀
𝑠𝑙𝑛

Tubo No 3.

Concentración solución A: 0,026 M. V solución A: 3 mL. V total solución: 5 mL.

0,026 𝑚𝑜𝑙
𝑛𝐴 = 𝑉𝐴 ∗ 𝑀𝐴 = 0,003 𝐿 ∗ = 0,000078 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝐿
𝑛𝐴 0,000078 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑀= = = 0,0156 𝑀
𝑉𝑠𝑙𝑛 0,005 𝐿 𝑠𝑙𝑛

Tubo No 4.

Concentración solución A: 0,026 M. V solución A: 2 mL. V total solución: 5 mL.

0,026 𝑚𝑜𝑙
𝑛𝐴 = 𝑉𝐴 ∗ 𝑀𝐴 = 0,002 𝐿 ∗ 𝐿
= 0,000052 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑛𝐴 0,000052 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑀= = = 0,0104 𝑀
𝑉𝑠𝑙𝑛 0,005 𝐿 𝑠𝑙𝑛

Tubo No 5.

Concentración solución A: 0,026 M. V solución A: 1 mL. V total solución: 5 mL.

0,026 𝑚𝑜𝑙
𝑛𝐴 = 𝑉𝐴 ∗ 𝑀𝐴 = 0,001 𝐿 ∗ 𝐿
= 0,000026 𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑛 0,000026𝑚𝑜𝑙 𝐴
𝑀=𝑉𝐴 = 0,005 𝐿 𝑠𝑙𝑛
= 0,0052 𝑀
𝑠𝑙𝑛
✓ La concentración del ion IO3- será igual a la concentración de la solución A en cada
uno de los tubos ya que por cada mol de KIO3- hay un mol del ion IO3-, así que la
relación es 1 a 1.

2) Realice una gráfica de la concentración inicial de IO3 - contra el tiempo

gastado. Coloque en la ordenada la concentración y en la abscisa el tiempo.

Gráfica [IO3- ] vs t (s)

0,03

0,025

0,02
[IO3- ]

0,015

0,01

0,005

0
0 10 20 30 40 50 60 70
t (s)

3) Determine la ley de velocidad y compare con la literatura.

𝑟 = 𝑘 [𝐼𝑂3− ]2

Gráfica de segundo orden

250

200 y = 2,5144x + 32,505

R² = 0,9496
150
1/[IO3-]

100

50

0
0 10 20 30 40 50 60 70
t (s)

La ley de velocidad es de segundo orden, ya que esta fue la gráfica en la que R2

fue más aproximado a 1.
4) Calcule la velocidad instantánea en t = 25.

Gráfica [IO3- ] vs t (s)

0,03

0,02

0,01
y = 1E-06x3 - 8E-05x2 - 0,0004x + 0,0315
R² = 0,9984
0
[IO3- ]

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
-0,01

-0,02

-0,03

-0,04
t (s)

✓ Se ajustó la línea de tendencia con la función polinómica grado 3 para obtener

un R2 más aproximado a 1.

[IO− 3 ] = 1 𝑥 10−6 𝑡 3 − 8 𝑥 10−5 𝑡 2 − 0,0004 𝑡 + 0,0315

𝑑 [IO− 3 ]
= 3 ∗ (1 𝑥 10−6 𝑡 2 ) − 2 ∗ (8 𝑥 10−5 𝑡1 ) − 1 ∗ (0,0004 𝑡 0 )
𝑑𝑡

𝑑 [IO− 3 ]
𝑟= = 1 𝑥 10−6 𝑡 2 − 16 𝑥 10−5 𝑡1 − 0,0004
𝑑𝑡

𝑑 [IO− 3 ]
𝑟= 𝑑𝑡
= 1 𝑥 10−6 (25)2 − 16 𝑥 10−5 (25)1 − 0,0004
𝑑 [IO− 3 ]
𝑟= = −3,775 𝑥 10 −3 𝑀/𝑠
𝑑𝑡

𝑑 [IO− 3 ]
𝑟=− = −3,775 𝑥 10 −3 𝑀/𝑠
𝑑𝑡

Ya que el ion yodato es parte de los reactivos, el resultado de la velocidad será

positivo.
𝒅 [𝐈𝐎− 𝟑 ]
𝒓= = 𝟑, 𝟕𝟕𝟓 𝒙 𝟏𝟎 −𝟑 𝑴/𝒔
𝒅𝒕

5) Calcule el tiempo medio.

1
𝑡1⁄ = − 𝑦 = 2,5144𝑥 + 32,505 𝑘 = 𝑚 = 2,5144 𝑀−1 𝑠 −1
2 𝑘 [IO 3 ]
0

1
𝑡1⁄ = 2,5144 𝑀−1 𝑠−1 ∗0,026 𝑀
2

𝒕𝟏⁄ = 𝟏𝟓, 𝟐𝟗𝟔𝟓𝟎𝟕𝟓 𝒔

𝟐
 6) Calcule la concentración que se espera en 1 h.
1 2,5144 32,505
[IO− 3 ]
= 𝑀𝑠
𝑡 + 𝑀

1 2,5144 32,505
[IO− 3 ]
= 𝑀𝑠
∗ (3600 𝑠) + 𝑀

1 1
= 9084,345
[IO− 3 ] 𝑀

1
[IO− 3 ] = 1 = 1,1008 𝑥 10−4 𝑀
9084,345
𝑀

[𝐈𝐎− 𝟑 ] = 𝟏, 𝟏𝟎𝟎𝟖 𝒙 𝟏𝟎−𝟒 𝑴

Es un resultado razonable ya que a menor concentración menor será la

velocidad de la reacción, por lo tanto, tardará más, como en este caso una
hora.

Parte B. Efecto de la temperatura.

mL de la
Tubo No mL de agua Temperatura(°C) Tiempo (s)
solución A
1 3 2 5 26:29
2 3 2 11 54:73
3 3 2 21 40:00
4 3 2 35 21:07

En esta parte del laboratorio añadimos 3 mL de la solución A y 2 mL de agua a cada

uno de los cuatro tubos de ensayo, posteriormente se les debía añadir 5 mL de la
solución B y medir el tiempo que tardaba en reaccionar, lo cual se evidenció cuando
cambió de color. Pero antes, estas soluciones debían estar a unas condiciones
específicas de temperatura y así poder identificar cual es el efecto de esta sobre la
velocidad de una reacción. Si observamos lo datos proporcionados por la tabla
anterior, podemos notar desde el tubo No 2 al 4 una tendencia a tardar menos tiempo
cuando la temperatura aumenta, posiblemente en el tubo No 1 no se dio por un error
al momento de realizar la medición, pero tomando en cuenta los demás datos,
podemos concluir que al aumentar la temperatura en una reacción también aumenta
su velocidad ya que el tiempo disminuye.

CUESTIONARIO.

1. Utilizando los resultados obtenidos en la práctica concluya cómo el cambio en la

concentración de uno de los reactivos afecta la velocidad de una reacción química.
Explique.

R/= Observando los datos obtenidos en las tablas de la parte A podemos darnos
cuenta de que la concentración también afecta enormemente la velocidad de una
reacción ya que a medida que la concentración de los reactivos disminuye también lo
hace la velocidad de la reacción, esto lo determinamos midiendo el tiempo que
tardaban en reaccionar y lo notamos cuando la solución resultante se tornaba de un
color azul oscuro y a medida que la concentración disminuía la reacción tardaba mucho
más tiempo.

2. Utilizando los resultados obtenidos en la práctica concluya cómo el cambio en la

temperatura de los reactivos afecta la velocidad de una reacción química. Explique.

R/= Si analizamos los datos obtenidos en la práctica podemos observar la gran

influencia de la temperatura en la velocidad de las reacciones químicas, ya que a
medida que aumenta la temperatura aumenta la velocidad de la reacción también lo
hace, esto se puede apreciar en la tabla de la parte B donde tomamos los datos del
tiempo y este disminuye a medida que aumenta la temperatura.

3. Observe la siguiente reacción hipotética: 2A + B → A2B. Dé la expresión matemática

que relaciona la velocidad de formación de A2B con las velocidades de desaparición de
A y B.

R/=

𝟏 ∆ [𝑨] ∆ [𝑩] ∆ [𝑨𝟐 𝑩]

𝒓= − = − =
𝟐 ∆𝒕 ∆𝒕 ∆𝒕

Esta es la expresión matemática que relaciona la formación de los productos y la

desaparición de los reactivos y se hace en forma de igualación ya que solo es necesario
medir la desaparición de alguno de los reactivos o la formación de los productos para
calcular la velocidad de la reacción. Los reactivos tienen signos negativos porque al
estar desapareciendo, está disminuyendo su concentración y los productos quedan
positivos porque se están formando, es decir, aumentando su concentración.

4. Diferencie:

a) Oxidación y reducción.

R/= Tanto la oxidación como la reducción dependen del cambio del estado de
oxidación del átomo, que es la diferencia de la carga del átomo en una reacción.
La oxidación es una reacción donde un átomo, ion o molécula pierde electrones
mientras que la reducción corresponde a la ganancia de electrones de un átomo, ion o
molécula.

b) Reactivo y producto.

R/= Los reactivos son las sustancias que participan en una reacción química y los
productos son las sustancias que se producen al final de una reacción.

c) Complejo y sal.

R/= Un complejo es tipo de estructura molecular que usualmente se encuentra

formada por un átomo central (el cual es con frecuencia un catión metálico) que se
encuentra enlazado a otras entidades moleculares que lo rodean llamadas ligandos,
mientras que una sal es un compuesto químico formado únicamente
por cationes (iones con carga positiva) enlazados a aniones (iones con carga negativa).

d) Velocidad media y velocidad instantánea.

R/= La velocidad media se emplea para calcular la velocidad de la reacción en

intervalos de tiempo o en todo el transcurso de la reacción mientras que la velocidad
instantánea se determina solamente en un tiempo específico y no por intervalos.

5. Describa brevemente el uso de métodos espectroscópicos para medir velocidades de

reacción.

R/= La espectroscopía es la ciencia que estudia la interacción entre la radiación

electromagnética y la materia, existen distintos métodos que se usan para medir la
velocidad de reacciones lentas entre los cuales se encuentran los rayos X, ultravioleta,
visible, infrarrojo, microondas y radiofrecuencias.

Los rayos X tienen longitudes de onda más largas que los rayos gamma, pero menores
que la radiación ultravioleta y por lo tanto su energía es mayor que la de estos últimos.

La radiación ultravioleta (UV) se define como la porción del espectro electromagnético

que se encuentra entre los rayos X y la luz visible.

La luz visible, también espectro visible, es la parte de espectro electromagnético que

los ojos humanos son capaces de detectar. Cubre todos los colores del azul a 400 nm
al rojo a 700 nm.

La radiación infrarroja (IR), también radiación térmica, es la parte del espectro

electromagnético que se encuentra entre la luz visible y las microondas.

Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de

frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz.

Las radiofrecuencias oscilan entre 10 kHz y 300 GHz. Las microondas están incluidas
dentro de la banda de radiofrecuencia.

CONCLUSIONES.

- La concentración influye mucho en la velocidad de una reacción, por lo tanto, es muy

importante fijarnos en la concentración de los reactivos que se estén utilizando ya que
si disminuimos la concentración también lo hará la velocidad de la reacción.

- La temperatura al igual que la concentración es uno de los factores que influye en la

velocidad de una reacción y analizando los datos obtenidos en esta práctica podemos
concluir que a medida que la temperatura aumenta, también lo hace la velocidad de la
reacción.
 BIBLIOGRAFÍA.

Cinética química teoría 5: Ecuación de velocidad, constante de velocidad y orden de

reacción. (2021, 20 de octubre). Quimitube.
https://www.quimitube.com/videos/cinetica-quimica-ecuacion-de-velocidad-constante-
de-velocidad-y-orden-de-reaccion/

8CIFRAS. (2014, 16 de febrero). 8. Ejercicio 8 disoluciones: concentración de iones.

Video. YouTube. https://youtu.be/fQ_FvI9GUIw

Oxidación y reducción. (2020, 28 de febrero). Ana Zita. Diferenciador.

https://www.diferenciador.com/oxidacion-y-reduccion/

Reacciones químicas. (2021, 21 de octubre). Khan academy.

https://es.khanacademy.org/science/biology/chemistry--of-life/chemical-bonds-and-
reactions/a/chemical-reactions-
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Sal (química). (2021, 21 de octubre). Química.es.

https://www.quimica.es/enciclopedia/Sal_%28qu%C3%ADmica%29.html

Complejo (química). (2021, 21 de octubre). Wikipedia.

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¿Qué es la espectroscopía? (2020, 22 de abril). Antares instrumentación.

https://www.antaresinstrumentacion.com/que-es-espectroscopia-instrumentacion-
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Métodos espectroscópicos de análisis instrumental. (2009, 11 de abril). Manuel

Alberto. Avibert. http://avibert.blogspot.com/2009/04/metodos-espectroscopicos-de-analisis.html

Espectro electromagnético. (2021, 22 de octubre). GreenFacts.

https://www.greenfacts.org/es/glosario/def/espectro-electromagnetico.htm

Espectro electromagnético. (2021, 22 de octubre). Fisic.

https://www.fisic.ch/contenidos/ondas-y-la-luz/espectro-electromagn%C3%A9tico/