¿Por qué el tiosulfato de sodio reacciona con el ácido clorhídrico?

Reacción entre tiosulfato de sodio y ácido clorhídrico

El efecto de la concentración del reactivo sobre la velocidad de una reacción puede estudiarse fácilmente mediante la reacción entre tiosulfato de sodio y ácido clorhídrico.

El tiosulfato de sodio reacciona con ácido diluido para producir dióxido de azufre, azufre y agua. El dióxido de azufre es un gas soluble y se disuelve completamente en solución acuosa. Sin embargo, el azufre formado es insoluble y existe en la mezcla como un precipitado blanco o amarillo pálido o un coloide que da una apariencia lechosa y hace que la solución sea opaca. Por lo tanto, la velocidad de la reacción puede estudiarse controlando la opacidad de la reacción. Esto se puede hacer fácilmente midiendo el tiempo necesario (t) para formar una cierta cantidad de azufre.

En este experimento, la reacción se lleva a cabo mezclando los reactivos en un matraz cónico y colocando el matraz cónico en la parte superior de un trozo de papel blanco que tiene una marca en forma de cruz. Antes de que comience la reacción, la marca es claramente visible desde la parte superior del matraz cónico a través de la solución. Sin embargo, a medida que avanza la reacción, precipita azufre que hace que la solución sea más opaca y, finalmente, la marca queda completamente enmascarada. El tiempo que tarda (t) en desaparecer totalmente la marca indica la rapidez con que se ha producido la reacción.

Podemos trazar un gráfico entre 1 / t (en segundo) y la concentración de tiosulfato de sodio tomando 1 / t a lo largo del eje de ordenadas y la concentración de Na

2

S

2

O

3

a lo largo de la abscisa. El gráfico debe ser una línea de pendiente recta.

El efecto de la concentración del reactivo sobre la velocidad de una reacción puede estudiarse fácilmente mediante la reacción entre tiosulfato de sodio y ácido clorhídrico . El tiosulfato de sodio reacciona con ácido diluido para producir dióxido de azufre, azufre y agua.

La combinación de un ácido con una base generalmente produce agua y sal. En algunos casos, estas reacciones también liberan gas y calor. Mezclar bicarbonato de sodio o NaHCO3 con ácido clorhídrico o HCl da como resultado sal de mesa, NaCl, así como agua, H2O y dióxido de carbono, CO2.

La razón “por qué”, por así decirlo, el tiosulfato de sodio reacciona con ácido clorhídrico es, en resumen, porque uno es un ácido y el otro es una base. Las dos moléculas son capaces de reaccionar entre sí, cuando se descomponen en iones, para formar moléculas más estables. En el contexto, las moléculas más estables, que pueden leerse como menos reactivas, tendrán menos energía. La “inestabilidad” de las dos moléculas es en realidad bastante baja, y esta es una razón por la cual la reacción es relativamente lenta. El catalizador ácido ayuda a avanzar en la reacción al desequilibrar aún más la “estabilidad” de ambas moléculas. El resultado es que reaccionan para liberar cantidades bastante pequeñas de energía y alcanzan un punto más estable. Agregar más de cualquiera de las moléculas ayudará a acelerar la reacción, ya que la diferencia de energía relativa entre las dos moléculas se verá exacerbada por la cantidad de moléculas. Notaré que esta reacción está lejos de ser final. En una situación ideal, el resultado final de la reacción sería alcanzar permanentemente una condición más estable. Sin embargo, constantemente habrá nuevas reacciones a medida que los productos en un lado de la ecuación se conviertan en los reactivos que forman los productos en el otro lado de la ecuación. Esto ocurrirá a medida que ingrese más energía al “minisistema” o que el movimiento atómico ocasionalmente ocasione una ligera perturbación en la mezcla bien equilibrada. Me gustaría enfatizar que esta es una explicación simplificada. Para una más detallada, el Sr. Chuan ofrece una excelente descripción sin profundizar demasiado en los detalles específicos. La interacción de los productos químicos a medida que se esfuerzan hacia una condición “neutral” (equilibrada, estable, no reactiva) es fascinante y realmente no se entiende bien. ¡Buena suerte con tu estudio!

Gracias por el a2a, tenga en cuenta que Science realmente no responde una pregunta de “por qué”. Por lo tanto, supondré que está preguntando más sobre las causas de la reacción del tiosulfato con el ácido clorhídrico.

La explicación más simple es el ácido clorhídrico cuando una solución acuosa (es decir, disuelta en agua) proporciona fácilmente un protón (o el ión H +), este ión H + es fácilmente atraído por cualquier ión negativo que esté presente, normalmente en agua sería atraído por el OH – parte de la molécula de agua. Y con el tiempo, hay un equilibrio.

Ahora, cuando introducimos, digamos, tiosulfato de sodio en la mezcla, el ion de sodio (Na +) se comporta demasiado como el ion H + del ácido clorhídrico, pero ahora tenemos un ion negativo diferente para atraer el H +.

Ahora tenemos una mezcla bastante complicada de iones positivos y negativos: ahora basados ​​en la termodinámica, estos sistemas complicados (lectura de alta energía) tendrán una tendencia a estabilizarse hacia un sistema de energía más baja.

es decir, los enlaces se romperán (se absorberá el calor) y los enlaces se formarán (liberarán el calor), pero finalmente el calor se perderá en el medio ambiente. Entonces, ¿qué significa esto? Simplemente significa que con toda la ruptura y reforma de los enlaces, hay un favor hacia el lado que genera un calor general para el medio ambiente.

Ahora, si miramos la ecuación general, hay algo más que impulsa la ecuación hacia el lado derecho:

NaS2O3 (aq) + 2HCl (aq) <—-> 2 NaCl (aq) + SO2 (g) + S (s) + H2O (l)

Ahora, en un sistema cerrado, se alcanzaría un equilibrio que da como resultado una pérdida de energía para el medio ambiente, pero en un sistema abierto, el SO2 (gas) burbujeará y escapará, lo que provoca una inclinación hacia el lado derecho de la ecuación. No tengo tiempo para calcular toda la energía de formación de los diferentes enlaces, pero si puede calcularlos, notará que debería favorecer la formación de los productos en el lado derecho, ya que la energía se perderá el entorno.

La ecuación es:

2HCl (aq) + Na2S2O3 (aq)
2 NaCl (aq) + SO2 (g) + S (s) + H2O (l)

Es una reacción común utilizada para estudiar las tasas de reacción.

¿Por que sucede? Supongo que debes ir a la 3ª Ley de la Termodinámica. La producción de SO2 debe favorecer un aumento en la entropía haciendo que [math] \ Delta {G} [/ math] sea negativo.

La reacción entre el tiosulfato de sodio (Na2S2O3) y el ácido clorhídrico (HCl) suele ser la reacción elegida por la mayoría de los profesores para explicar a sus alumnos el concepto de cinética y velocidad de reacción. Al principio, ambos compuestos son transparentes, pero cuando se mezclan forman un precipitado amarillo: azufre sólido. La velocidad a la que la solución se vuelve turbia demuestra la velocidad a la que los dos compuestos reaccionan entre sí.
¿Qué sucede cuando se mezclan tiosulfato de sodio y ácido clorhídrico?
La reacción entre tiosulfato de sodio y ácido clorhídrico es la siguiente:
Reacción 1: Na2S2O3 + 2HCl -> 2NaCl + SO2 + S + H2O

Las sales con ácidos débiles reaccionan con ácidos fuertes que los desplazan. El ácido tiosulfúrico es más débil que el ácido clorhídrico, lo que conduce a la reacción.