Aplicación de los conceptos de Cinética Química para la oxidación de Vitamina C con Ferricianuro de Potasio.

1. ESTUDIO CINÉTICO
Reacción de oxidación del ácido ascórbico
con ferricianuro de potasio
Contreras Jiménez Ana Laura
Martínez Alvarado Felipe
Pedraza Galeana Rodrigo
Valente Ramírez Luis Ángel

2. ORDEN DE REACCIÓN
 El orden de reacción está definido como la suma
de los exponentes de las concentraciones en la ley
de la rapidez de la reacción.
 Este es también llamado orden total de reacción,
pues el orden depende del reactivo que se analice.
 El orden de la reacciones se determina
experimentalmente y puede no tomar valores
enteros, negativos, fraccionarios, positivos, etc.
pero ellos tienden a ser enteros.
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3.  Por ejemplo, dada una reacción química
 2A + B → C con una ecuación r = k [A]2 [B]1
 El orden de reacción con respecto a A sería 2 y con
respecto a B sería 1, el orden de reacción total sería 2 +
1 = 3.
 El orden de reacción no está necesariamente
relacionado a la estequiometria de la reacción, a menos
que la reacción sea elemental. Reacciones complejas
pueden tener o no órdenes de reacción iguales a sus
coeficientes estequiométricos.
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4.  Una determinación importante en el estudio de la cinética
de una reacción química es la del orden de reacción.
 Siendo Co la concentración inicial del reactivo y C la
concentración del reactivo pasado el tiempo t de
reacción, si dC/dt obedeciese a la ecuación anterior, n
será el orden de reacción.
 Las reacciones químicas se clasifican en reacciones de
orden cero, primer orden, segundo orden y tercer orden
dependiendo de como la velocidad de reacción es
influenciada por la concentración de los reactivos.
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5. Métodos para determinar
el orden de reacción
 Una vez obtenidos los datos de
las concentraciones a distintos
tiempos se puede determinar el
orden de reacción utilizando las
ecuaciones cinéticas
integradas y representando la
función de la concentración
que aparece en esas
ecuaciones frente al tiempo.
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6. Métodos diferenciales
Supongamos la siguiente reacción:
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 Método de velocidades iniciales
Si x es pequeño
o (a-x) < 0.1
La representación de v0 ln frente a 0 ln[A] da una recta, cuya
pendiente es el orden de reacción para A (  ) a t = 0. Repitiendo el
mismo procedimiento para B, C, etc., se obtienen los órdenes de
reacción iniciales  ,  ,  , .
Una vez conocidos estos órdenes de reacción se puede calcular k.

7. Las ecuaciones integradas de velocidad son:
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Métodos integrales

8. 8
Periodo de semirreacción

9. 9

10. Métodos para determinar la
velocidad de reacción
 Los métodos físicos generalmente son más exactos y
menos laboriosos que los químicos, y en general no
perturban la reacción que se estudia. En ellos se mide una
propiedad física proporcional a la concentración.
 Dentro de estos métodos se incluye la refractometría, la
conductimetría, la espectrometría de masas, la rotación
óptica o las técnicas espectroscópicas, como por ejemplo,
la espectroscopia de absorción UV-visible e Infrarroja, la
fluorescencia, la fotoionización o la resonancia de espín
electrónico.
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11.  Los métodos de flujo se basan en la utilización de un
reactor en el que se inyectan los reactivos mediante
unas jeringas. Los reactivos A y B son conducidos
rápidamente a la cámara M mediante el empuje en los
émbolos de las jeringas.
 La mezcla se produce normalmente en un intervalo de
tiempo de medio a un milisegundo. A continuación la
mezcla reactiva fluye a través del tubo de observación,
y en la posición P se mide una propiedad que permita
conocer la concentración.
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Métodos de Flujo

12.  La mezcla se produce en un intervalo de tiempo de medio a un
milisegundo. A continuación la mezcla reactiva fluye a través del
tubo de observación, y en la posición P se mide una propiedad
que permita conocer la concentración (por ejemplo, midiendo la
absorción de luz,).
 El inconveniente de esta técnica conocida como técnica de flujo
continuo, es que se necesita un gran volumen de reactivos. Esto
se evita con la técnica de flujo retenido, que consiste en detener
el flujo de reactivos cuando se ha llenado una tercera jeringa
situada al final del reactor
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13.  se parte de una situación en la que se ha establecido
un equilibrio químico entre reactivos y productos y se
cambia bruscamente una de las variables que
determinan la posición del equilibrio.
 Mediante el estudio del retorno del sistema a su nueva
posición de equilibrio pueden determinarse las
constantes de velocidad. Los métodos de relajación se
usan principalmente en reacciones en fase líquida
13
Técnicas de Relajación

14. CONSTANTE
 k es la constante de velocidad, la cual depende de
factores como la temperatura, es específica para cada
reacción química.
 Las unidades de k vienen determinadas por el orden
de la reacción y deben adaptarse a la condición de que
la velocidad debe expresarse en las unidades mol/l × s
(variación de la concentración por unidad de tiempo).
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15. 15

16. RAPIDEZ DE REACCIÓN
 La rapidez de reacción está conformada por la rapidez
de formación y la rapidez de descomposición. Esta
rapidez no es constante y depende de varios factores,
como la concentración de los reactivos, la presencia
de un catalizador, la temperatura de reacción y el
estado físico de los reactivos.
 De este modo, la ley de la rapidez se puede escribir
de la siguiente forma:
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17.  La rapidez de aparición del producto es igual a la
rapidez de desaparición del reactivo.
 De este modo dada una reacción química
A → B + C, la ley de la rapidez se puede escribir de la
siguiente forma
17

18. 18

19. 19

20. Método de aislamiento de Ostwald
 Para una reacción dada
20
si la velocidad depende de la concentración de más de un reactivo
La ecuación de velocidad se puede determinar utilizando el método de
aislamiento de Ostwald que consiste en planificar las experiencias de
forma que la concentración de un reactivo se mantenga constante
mientras que la de otro va cambiando.
Esto normalmente se logra haciendo que una de las concentraciones
esté en exceso de forma que no varíe al transcurrir la reacción.

21.  k’ se denomina constante aparente de velocidad
 Esto simplifica la ecuación de velocidad haciendo
que ésta dependa sólo de la concentración de un
reactivo
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22. Agente Antioxidante
 Un antioxidante es una molécula capaz de retardar o prevenir la
oxidación de otras moléculas.
 La oxidación es una reacción química de transferencia de
electrones de una sustancia a un agente oxidante. Las
reacciones de oxidación pueden producir radicales libres que
comienzan reacciones en cadena que dañan las células.
 Los antioxidantes terminan estas reacciones quitando
intermedios del radical libre e inhiben otras reacciones de
oxidación oxidándose ellos mismos. Debido a esto es que los
antioxidantes son a menudo agentes reductores tales como
tioles o poli fenoles.
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23.  Los antioxidantes se encuentran contenidos en el olivo,
ajo, arroz integral, café, coliflor, brócoli, berenjena,
jengibre, perejil, cebolla, cítricos, semolina, tomates,
aceite de semilla de la vid, té, romero, entre otros
muchos alimentos.
 La capacidad antioxidante de algunos frutos, como es
el caso de las berenjenas, es mayor durante sus
estadios iniciales. También son parte importante
constituyente de la leche materna.
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24. Importancia farmacéutica de la Vitamina
C
 La vitamina C, o ácido ascórbico, es un nutriente
esencial para los mamíferos. La presencia de esta
vitamina es requerida para un cierto número
de reacciones metabólicas en todos los animales y
plantas y es creada internamente por casi todos los
organismos, siendo los humanos una notable
excepción.
 Su deficiencia causa escorbuto en humanos, de ahí el
nombre de ascórbico que se le da al ácido. Es también
ampliamente usado como aditivo alimentario.
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25. Es un potente antioxidante.
Mantener el colágeno.
Ayuda a la mejor cicatrización.
Ayuda a la formación de glóbulos rojos.
Combate infecciones bacterianas y alergias.
Ayuda a la metabolización de algunos aminoácidos.
Ayuda al cerebro y la espina dorsal.
Ayuda a la absorción del hierro intestinal.
Esencial para la formación de adrenalina.

26.  Evitar el envejecimiento prematuro (proteger el tejido
conectivo, la "piel" de los vasos sanguíneos).
 Facilitar la absorción de otras vitaminas y minerales.
 Evitar las enfermedades degenerativas tales como
arteriosclerosis, cáncer, enfermedad de Alzheimer.
 Evitar las enfermedades cardíacas (tema tratado más
adelante).
 Desde los descubrimientos de Linus Pauling se
aseveraba que la vitamina C reforzaba el sistema
inmune y prevenía la gripe, pero investigaciones
realizadas en los 1990 parecen refutar esta teoría y, en
todo caso, han demostrado que el consumo en exceso
de suplementos de vitamina C son poco
recomendables, porque, entre otras cosas, un
consumo excesivo puede provocar alteraciones
gastrointestinales.

27. concentración del K3Fe(CN)6
en la curva patrón
K3Fe(CN)6 HNO3 H2O destilada Concentración final
(moldm-3) 0.0025 0.1 - -
dm-3 0.004 0.001 0.005 0.001
dm-3 0.003 0.001 0.006 0.00075
dm-3 0.002 0.001 0.007 0.0005
dm-3 0.001 0.001 0.008 0.00025
dm-3 0.00025 0.001 0.00875 0.0000625
27

28. Concentración de K3Fe(CN)6,
Vitamina C y HNO3 en cada mezcla de
reacción.
28
Corrida K3Fe(CN) (mol/dm3) Vit C (mol/dm3) HNO3
(mol/dm3)
1 0.002 0.002 0
2 0.0016 0.0016 0.016
3 0.001 0.001 0.04
4 0.000816832 0.0008 0.047524752

29. fuerza iónica [I = ½ Σ(Ci*Zi2)] en cada
mezcla de reacción
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Corrida K3Fe(CN)
(mol/dm3)
Vit C
(mol/dm3)
HNO3
(mol/dm3)
Fuerza iónica
1 0.002 0.002 0 0.01
2 0.0016 0.0016 0.016 0.024
3 0.001 0.001 0.04 0.045
4 0.000816832 0.0008 0.047524752 0.051608911

30. Balance rédox de la reacción
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31. BIBLIOGRAFIA
 1. Atkins, P. W., de Paula, J. Química Física, 8ª edición,
Ed. Médica Panamericana, Madrid, 2008.
 2. Levine, I. N. Fisicoquímica, 5ª edición, vol. 2,
McGraw Hill, Madrid, 2004.
 3. quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/orden-
de-reaccion
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