Factores que influyen en la velocidad de reacción: concentración y temperatura

En esta práctica queremos observar la influencia de la concentración y la temperatura en la velocidad de reacción.

La reacción química entre el tiosulfato de sodio (Na₂S₂O₃) y el ácido clorhídrico (HCl) puede durar un tiempo considerable. En la misma se produce azufre (S) que enturbia la reacción y se desprende dióxido de azufre (SO₂) según: Na₂S₂O₃ (dis. ac.) + 2HCl (dis. ac.) → H₂O + SO₂ (g) + S (coloidal).

Puede determinarse la velocidad de reacción estableciendo el tiempo requerido para que la solución alcance cierto grado de turbidez, en nuestro caso tomamos el momento en el cual una cruz negra dibujada debajo del recipiente en el que se produce la reacción deja de ser visible cuando se la observa a través de la misma.

Los materiales necesarios para la realización de la práctica son: un matraz Erlenmeyer, una probeta, un cronómetro, un mechero, una cruz y una pipeta y los productos son Ácido clorhídrico 2M, Tiosulfato de sodio (40 gr/litro) y agua destilada. Después de tener todo esto, nos podemos poner ¡manos a la obra!:

1ª EXPERIENCIA: INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN

Se va estudiar la reacción entre el tiosulfato sódico (Na₂S₂O₃) y el ácido clorhídrico (HCl) siendo el tiempo que tarda en aparecer el azufre coloidal el que marque la velocidad de la reacción. El procedimiento es el siguiente:

1º. Se toman 50 ml de disolución de tiosulfato sódico y se colocan en un matraz Erlenmeyer.

2º. Se añaden 6 ml de ácido clorhídrico con una pipeta y, al mismo tiempo, se pone en marcha el cronómetro.

3º. Se agita suavemente el Erlenmeyer a intervalos regulares de tiempo y se coloca sobre el papel con la cruz ya marcada.

4º. Se mira la cruz marcada a través de la disolución y cuando se deje de ver se para el cronómetro anotando el tiempo transcurrido para la reacción.

Esta experiencia la repetimos tres veces pero tomando cantidades cada vez menores de tiosulfato sódico y diluyendo con agua destilada  (H2O), obteniendo los resultados que muestra la tabla adjunta:

Representando los datos obtenidos, nos resulta la siguiente gráfica dónde observamos como a medida que disminuye la cantidad de Na₂S₂O₃, va aumentando el tiempo de reacción, tardando cada vez más en desaparecer la cruz marcada en el papel, es decir, la velocidad de reacción está disminuyendo.

Uno de los factores que afectan a la velocidad de reacción es la concentración. La velocidad de reacción depende directamente de este factor ya que a más cantidad de sustancia, mayor número de moléculas y por tanto mayor es la probabilidad de que estas choquen y se produzca reacción. En este caso vemos que cuando aumentamos la cantidad de Na₂S₂O₃ disminuye el tiempo de reacción por lo que aumenta la velocidad, produciéndose la reacción cada vez más rápido.

2ª EXPERIENCIA: INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA

En esta segunda parte, repetimos la experiencia sin modificar la concentración de los reactivos, y solo variando la temperatura de la reacción. Para ello antes de añadir el ácido clorhídrico hay que calentar la disolución de 10 ml de tiosulfato sódico y 40 ml de agua destilada y realizarla a las temperaturas aproximadas de 20ºC, 30ºC, 40ºC y 50ºC, obteniendo los resultados que muestra la tabla adjunta:

Representando los datos obtenidos, nos resulta la siguiente gráfica dónde observamos que a medida que la temperatura aumenta, disminuye el tiempo de reacción y, por lo tanto, aumenta la velocidad.

Según la teoría cinético-molecular, al aumentar la temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas de sustancia y por lo tanto aumenta la velocidad de reacción, haciendo que haya mayor número de choques entre las moléculas. Por lo tanto al aumentar el número de choques, se produce antes la reacción, en este caso observamos como desaparece la cruz marcada en el papel cada vez más rápido.

Durante el desarrollo de la práctica nos encontramos con algunos inconvenientes: a la hora de realizar la segunda experiencia calentábamos el agua cada vez a una mayor temperatura, sin embargo, el espacio donde la calentábamos, estaba alejado de donde estábamos realizando la experiencia, por lo que en el desplazamiento pudo perderse parte del calor obtenido, por lo que las mediciones de temperatura no serían totalmente exactas. De ahí que las temperaturas de las experiencias 2 y 3 no sean totalmente coherentes en lo referente a la teoría cinético-molecular. En general, la práctica ha dado los resultados esperados.

Aquí nos podéis ver haciendo la práctica paso a paso, con los resultados obtenidos y una más que divertida explicación del proceso:

GRUPO I: Miguel Salazar, Laura López, María José García, Sergio Fernández y Estela Torres, 2ºBachillerato-B

Métodos de conservación de alimentos

Cuando el hombre descubrió la necesidad de guardar alimentos para épocas de escasez, fue desarrollando técnicas para su conservación.
Los métodos de conservación se han ido perfeccionando día a día gracias sobre todo al avance de la ciencia. No sólo mantienen los alimentos en buen estado durante más tiempo, sino que algunos aportan unos sabores muy característicos.
Conservar los alimentos consiste en bloquear la acción de los agentes que puedan alterar las características originarias como el aspecto, el sabor, el olor... de los alimentos. Estos agentes pueden ser ajenos a los alimentos o estar en su interior, como las enzimas naturales.
Un modo de conservación de alimentos es mediante radiaciones ionizantes, una técnica que alarga considerablemente la duración de los alimentos sometiéndolos a dosis de radiación. Al bombardearlos con una cantidad específica de rayos gamma se destruyen las bacterias, el moho, los parásitos... y se ralentiza el proceso de maduración y germinación de las verduras. Esto favorece la reducción del riesgo de intoxicación.
¿Cómo funciona?
Los rayos gamma alteran el ADN de los microorganismos que se encuentran dentro de los alimentos, matándolos al instante. No existe ninguna forma de comprobar si un alimento ha sido o  no sometido a radiación, sólo que será completamente estéril y no desarrollará ningún tipo de bacteria.
¿Qué seguridad ofrece?
El alimento al que se le ha expuesto a la radiación no es radiactivo, ni se le ha alterado el sabor ni la apariencia. En algunos casos, se puede destruir el contenido vitamínico. Todavía no se ha comprobado el efecto que produce la radiación sobre los aditivos alimenticios.
Características que tiene que tener la radiación:
- Tiene que tener la suficiente capacidad como para penetrar en los alimentos pero no convertirlos en fuentes de radiación.
- Se utiliza un tipo u otro en función de la composición del alimento y su densidad.
Existe un símbolo internacional que sirve para identificar en el etiquetado los alimentos que han sido sometidos a este proceso de irradiación y si no aparece el símbolo, debe mencionarse concretamente que el alimento ha sido expuesto a radiaciones. España es junto con Austria, los únicos países de la UE que no comercializan productos con este tipo de radiación, aunque parece que va a ser por poco tiempo.
La cinética química es la parte de la química que estudia los aspectos referidos a la rapidez con la que se produce las reacciones químicas. La investigación de estos factores proporciona información acerca de cómo los reactivos se transforman en productos. Hay muchos factores que pueden afectar a la rapidez de la reacción como son la temperatura, la naturaleza de los reactivos... y es alrededor de estos aspectos donde se desarrollan los diferentes tipos de conservación de alimentos. Modificando a nuestro favor estas variables para conseguir disminuir el tiempo de la reacción y así disminuir la rapidez, consiguiendo prolongar la duración del alimento en buen estado.