ejemplo de práctica sobre velocidad de reacción

Durante esta semana también preparamos y realizamos en el instituto con alumnos de 4º de ESO una práctica de laboratorio sobre los parámetros que afectan la velocidad con la que tiene lugar una reacción.

La reacción elegida fue la de precipitación de azufre a partir de tiosulfato de sodio y ácido sulfúrico:

Se forma azufre sólido, que queda suspendido en forma coloidal, enturbiando la disolución de transparente a un color blanco-amarillento. Este viraje es bastante rápido, de forma que es fácil de medir con precisión.
Los tres factores de los que depende esta reacción son:

1. La concentración de los reactivos.Se probó la variación de la velocidad con concentraciones de Na₂S₂O₃ de 0,25 M y 0,5 M.
2. La temperatura. Se ensayo la misma reacción a temperatura ambiente (25ºC) y calentadas hasta 35ºC.
3. Influencia de la superficie de contacto. De forma únicamente cuantitativa, se comprobo el efecto del HCl sobre carbonato de calcio en polvo y en trozos (mármol)

Previamente a la realización de la práctica, los alumnos tuvieron que contestar el siguiente cuestionario:

¿Qué factores crees que afectan a la velocidad de reacción?
Formula hipótesis acerca de la influencia que estos factores tienen en la velocidad de una reacción química.

El guión de prácticas que han utilizado es el siguiente:

VELOCIDAD DE REACCION Objetivo Estudio de los principales factores que afectan a la velocidad de las reacciones químicas. Precauciones Usar gafas Comprobar la limpieza del material. Materiales En cada puesto: Tubos de ensayo.    Gradilla. Termómetro. Vaso de precipitados. Cronómetro. En el  puesto central: Buretas. Soporte,  nuez y pinza para cada bureta. Placa calefactora con agitación magnética. Vasos de precipitados. Productos Disolución de Na2S2O3 0,5 M Disolución de H2SO4 0,25M Disolución de HCl 2 M Carbonato cálcico en polvo Carbonato cálcico en trozos Procedimiento Parte 1. Influencia de la concentración en la velocidad de reacción Añadir 3 ml de la disolución Na2S2O3 0,5 M en un tubo de ensayo (disolución preparada en una de las buretas del puesto central). En el mismo tubo de ensayo, añadir 3 ml de agua destilada (preparada en una de las buretas del puesto central). En otro tubo de ensayo, añadir 6 ml de la disolución H2SO4 0,25M Preparar el cronómetro. Mezclar las disoluciones de los dos tubos de ensayo. Comenzar a contar el tiempo con el cronómetro desde que las dos disoluciones entren en contacto. Parar el cronómetro cuando se observe la primera turbidez. Repetir el proceso con los siguientes volúmenes: Tubo de ensayo 1: 6 ml de la disolución Na2S2O3 0,5 M (y 0 ml de agua destilada). Tubo de ensayo 2: 6 ml de la disolución H2SO4 0,25M Parte 2. Influencia de la temperatura en la velocidad de reacción Añadir 3 ml de la disolución Na2S2O3 0,5 M en un tubo de ensayo (disolución preparada en una de las buretas del puesto central). En el mismo tubo de ensayo, añadir 3 ml de agua destilada (preparada en una de las buretas del puesto central). En otro tubo de ensayo, añadir 5 ml de la disolución H2SO4 0,25M En un vaso de precipitados añadir agua a temperatura ambiente, e introducir los dos tubos de ensayo durante dos minutos (para asegurar que las disoluciones de los tubos de ensayo estén a la misma temperatura que el baño). Medir la temperatura del baño y anotarla. Preparar el cronómetro. Mezclar las disoluciones de los dos tubos de ensayo. Comenzar a contar el tiempo con el cronómetro desde que las dos disoluciones entren en contacto. Parar el cronómetro cuando se observe la primera turbidez. Repetir el proceso, cambiando la temperatura del agua del vaso de precipitados: se calentará un baño de agua a la temperatura ambiente más 10ºC en el puesto central, para uso de todos los grupos. Parte 3) Influencia de la superficie de contacto en la velocidad de reacción Añadir 0,5 g de carbonato cálcico en trozos en un tubo de ensayo. Añadir 5 ml de la disolución HCl 2 M (preparada en una de las buretas del puesto central). Observar lo ocurrido. En otro tubo de ensayo, añadir 0,5 g de carbonato cálcico en polvo en un tubo de ensayo. Añadir 5 ml de la disolución HCl 2 M (preparada en una de las buretas del puesto central). Observar lo ocurrido, y comparar la velocidad de reacción en ambos casos.

Finalmente, una vez realizada la práctica, los alumnos deberían contestar al siguiente cuestionario:
Realiza una tabla con las medidas tomadas en la parte 1) de la práctica. ¿Cómo influye este factor en la velocidad de reacción? ¿Por qué?
Realiza una tabla con las medidas tomadas en la parte 2) de la práctica. ¿Cómo influye este factor en la velocidad de reacción? ¿Por qué?
Describe lo observado en la parte 3) de la práctica, y razona lo sucedido.