Reloj de yodo

Objetivos:
Calcular los diferentes tiempos que se obtienen en la práctica del reloj de yodo variando los volúmenes de un compuesto. Además buscar una explicación para este fenómeno.

Introducción:

La práctica del reloj de yodo es una experiencia de laboratorio comúnmente conocida debido a que tras la mezcla de dos soluciones y pasado un tiempo, este líquido se volverá de un tono azul oscuro súbitamente. Se trata de un tipo de reacción de reducción-oxidación o redox con el que podemos estudiar la cinética química que tiene lugar. Para obtener este mismo resultado poder llegar a él por la reacción de diferentes compuesto por lo que podremos encontrar diferentes variaciones de este experimento. En este caso trabajaremos con dos disoluciones incoloras compuestas por yodato de potasio (Solución A) y otra con metabisulfito de sodio y almidón (solución B). Cuando se mezclan ambas soluciones comienzan una serie etapas dentro de la reacción y de las cuales la etapa más lenta es la determinante de la velocidad en la reacción.

• Primera etapa, etapa lenta (incolora): IO3–+ 3 HSO3− → I− + 3 HSO4−    
• Segunda etapa, etapa rápida (azul intenso): IO3ˉ + 5I–+ 6H+ → 3I2 + 3 H2O
• Tercera etapa, etapa rápida (incolora):I2 +HSO3−+H2O→2 I−+HSO4− +2 H+

Material de laboratorio:

Matraz aforado 1000 mL Erlenmeyer 100 mL Vaso de precipitado

Espátula Agua destilada Pipeta de Pasteur

Reactivos: Mr(K)=39 Mr(I)=127 Mr(O)=16 Mr(Na)=23 Mr(S)=32 KIO3 -yodato de potasio- (214g/mol): inicialmente cogimos 10.7 y lo disolvimos en 1L haciendo la disolución a 0.05M, pero debido a la rapidez que nos daba con esta concentración diluimos hasta llegar a 0.025M
N3S2O5 -Metabisulfito de sodio- (190g/mol): conseguimos disolucion 0.03M de (HSO3-) Na2S2O5 + H2O >>2NaHSO3

Procedimiento:

Si queremos llevar a cabo el experimento primero tenemos que preparar una disolución de KIO3 0.05M a partir de 10,7g de compuesto disuelto en 1L de agua. Por otra parte preparábamos un vaso de precipitado y un matraz Erlenmeyer de 100Ml. En el Erlenmeyer juntaremos un chorrito de almidón disuelto al 1% (lo que aproximadamente equivale a 0.5mL), tres gotas de H2SO4 y los 10 Ml de IO3-. Mientras tanto mezclaremos en vaso de precipitado el HSO3- con el H2O.

Para poder observar el cambio de color habrá que añadir la disolución del vaso de precipitado al matraz y empezar a agitar suavemente. Justo en el momento que se comienza a verter en el matraz pondremos un cronómetro para calcular el tiempo que transcurre hasta que la nueva disolución cambiará azul, dejaremos de contar en el momento en el empecemos a observar el cambio de color a azul.
Este sería el proceso que habría que repetir el número de veces necesarias para calcular diferentes tiempos dependiendo del volumen de HSO3- que añadamos sabiendo que el total de volumen siempre tiene que ser 30ml (Compuestos como el IO3-, el almidón y el H2SO4 van a ser siempre constantes por lo que las únicas sustancias que variarán son el H2O y el HSO3-) Hicimos una primera demostración con lo nombrado anteriormente, pero al obtener unos tiempos muy rápidos en el cambio de color, por eso decidimos diluir la disolución 0.5M hasta llegar a 0.025M. Repetimos la experiencia un total de 5 veces variando los volúmenes del HSO3- como se ve en la siguiente fotografía:

Tabla y gráfica (análisis de los datos):

(IO3 )- 0,025M	Almidon 1% (mL)	H2SO4 3M (gotas)	H2O (mL)	[HSO3-] 0.03M (L)	tiempo (s)	tiempo (s^-1)	[HSO3-] 0.03M moles	[HSO3-] 0.03M	log [HSO3-] 0.03M
10,0	0.5	3	19,0	0,001	16,6	0,060	3*10^-5	10^-6	-6,00
10,0	0.5	3	17,0	0,003	10,6	0,094	9*10^-5	3*10^-6	-5,52
10,0	0.5	3	16,0	0,004	9,6	0,104	1,2*10^-4	4*10^-6	-5,40
10,0	0.5	3	12,0	0,008	6,2	0,161	2,4*10^-4	8*10^-6	-5,10

Discusión de resultados y posibles mejoras en la práctica:
   Se podrá observar tanto en la tabla de datos como en la gráfica que en comparación con los datos de la foto falta la medida para 2 mL de HSO3- y 18 mL de H2O. Esto se debe a que en la representación de la gráfica nos daba un punto muy lejos del resultado esperado, pensamos que se debería a un error en la recogida de datos. A excepción de este punto el resto se encuentran alrededor de la línea de tendencia.

   Se ha cumplido el objetivo principal de la experiencia, el cálculo de los tiempos variando los volúmenes de HSO3-. Pudimos observar que cuanto mayor volumen de este compuesto el cambio de color se produce más rápidamente debido a que hay una mayor cantidad moléculas de HSO3- o que dará lugar a un mayor número de choques entre estas y otras aumentando la velocidad de la reacción.

En la realización del experimento se presentaron ciertos contratiempos y fallos en la realización de la experiencia
-          En uno de las veces hubo un fallo el cual nos llevó a no añadir todos los compuestos correctamente y como resultado no se produjo el cambio al color azul. En vez de eso nos dio como resultado un  color como marrón flojo.
-          A nivel de grupo se debería  mejorar la organización y la coordinación a nivel de los miembros del grupo para conseguir una mayor efectividad.

Webgrafía:

https://prezi.com/qrtikdct_oz3/la-reaccion-de-reloj/ (14/02/18)

http://www.quimitube.com/reacciones-oscilantes-reloj-de-yodo(14/02/18)

https://en.wikipedia.org/wiki/Iodine_clock_reaction (14/02/18)

http://www.ibchem.com/faq/2008/09/25/how-does-the-iodine-clock-reaction-work/ (14/02/18)

http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00000744/iodine-clock-reaction?cmpid=CMP00005152 (14/01/18)

https://prezi.com/aoriekxa04pk/iodine-clock-lab/ (14/01/18)

http://iespolitecnicosoria.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/2015_16_GarciaRodriguezFelix.pdf (14/01/18)

http://www.ibchem.com/faq/2008/09/25/how-does-the-iodine-clock-reaction-work/

https://prezi.com/aoriekxa04pk/iodine-clock-lab/ (14/01/18)

https://prezi.com/qrtikdct_oz3/la-reaccion-de-reloj/ (14/01/18)

http://www3.uah.es/edejesus/resumenes/QG/Tema_11.pdf (14/01/18)
http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/32-principio-de-le-chatelier.html(04/05/18)