Medición experimental de la cinética de descomposición del ácido tiosulfúrico

Question

Problema

Estoy tratando de hacer un análisis cinético de la siguiente reacción:

$$\ce{Na2S2O3 {(aq)} + 2 HCl {(aq)} -> S {(s)} + 2 NaCl {(aq)} + SO2 {(g)} + H2O {(l)}}$$

Método sugerido

Sin embargo, la mayoría de las prácticas en línea sugieren que utilice una marca "X" y deje que el precipitado de azufre empañe la marca (Este es un ejemplo) . Para medir la velocidad de la reacción, comenzaba a cronometrar en cuanto mezclaba las dos soluciones y terminaba en cuanto la "X" quedaba completamente oculta.

Alternativas

Sin embargo, esta forma de medir el tiempo es algo cualitativo.

He considerado mirar:

• pH o temperatura:       Esas lecturas no proporcionarían datos sustanciales.
• Cambio de volumen o masa:   Para el gas liberado, pero $\ce{SO2_{(g)}}$ es disoluble en agua.
• Conductancia:         Aunque esto es viable, me dijeron que hay una alternativa.
• Color (Espectrometría):    Esto probablemente no funcionará porque el espectro observado y medido alcanzará repentinamente su máximo al hacerse presentes los sólidos que tienen una absorción completa.

Me dijeron que la última opción (color o espectrometría) estaba "en la dirección correcta".

Pregunta

Así que, con todo esto en mente...

¿Hay alguna cuantitativo ¿medios para medir la velocidad de la reacción anterior?

Answer 1

La medición de la conductividad a lo largo del tiempo podría servir (7 iones (8 equivalentes de carga) de entrada, 4 iones/equivalentes de carga de salida).

En cuanto a la espectrometría: podría aprovechar deliberadamente la dispersión de la luz causada por el azufre precipitado. Debería estar en algún lugar en el rango de 600+ nm. Es un método estándar en las ciencias biológicas para seguir el crecimiento de las bacterias.

Answer 2

El consumo de [S2O3]2- a lo largo del tiempo podría controlarse mediante espectroscopia FT-IR in situ (por ejemplo, utilizando un instrumento IR de reacción). De este modo, la medición se realiza en modo de reflectancia en lugar de en modo de transmisión, lo que resuelve el problema de la interferencia de los sólidos formados, como el azufre. Esto proporcionará el perfil de reacciones a diferentes concentraciones de [S2O3]2-. A continuación, hay varias opciones para procesar los datos, siendo las mejores las tasas iniciales o incluso un mejor análisis cinético del progreso de la reacción. Para las reacciones mecánicamente simples se pueden utilizar también ecuaciones de velocidad integradas.