En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar




descargar 57.02 Kb.
títuloEn la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar
fecha de publicación24.02.2016
tamaño57.02 Kb.
tipoDocumentos
b.se-todo.com > Ley > Documentos
1UIMICA FISICA BIOLOGICA-QUIMICA FISICA I

TRABAJO PRACTICO N° 4
TEMA: EQUILIBRIO QUÍMICO.
OBJETIVO: Determinación de la constante de equilibrio de disociación del rojo de metilo (indicador visual ácido-base) por medidas espectrofotométricas.
TEORIA: La disociación parcial de un electrolito débil es uno de los fenómenos mas observados en solución química. Cálculos que incluyan la constante de disociación de un ácido o una base débil son indispensables para cualquier discusión de equilibrios homogéneos.

Las constantes de equilibrio de reacciones químicas en solución se determinan midiendo las concentraciones en equilibrio de los reactivos y de los productos envueltos en la reacción. Existen distintas propiedades físicas que se utilizan para determinar las concentraciones de las especies en equilibrio. Una propiedad útil para determinar la concentración de las especies envueltas en una reacción es la absorción de radiación por las substancias en solución. Por ejemplo la absorbancia de una especie es característica de cada substancia y generalmente es una propiedad la distingue de otra.

Un ejemplo de substancias que exhiben absorbancias características son soluciones acuosas ácidas y básicas de indicadores visuales como rojo de metilo, azul de bromotimol, verde de bromocresol, entre otros. Dependiendo de la estructura del indicador en medio ácido y en medio básico, éste exhibirá un color característico. Por ejemplo, en soluciones acuosas ácidas el rojo de metilo existe como un ión zwitter, el cual tiene las siguientes estructuras resonantes:

La forma ácida de rojo de metilo (HMR), de color rojo, al añadir una base pierde un protón y el anión (amarillo), MR- de rojo de metilo se forma absorbiendo luz azul y violeta. De la misma forma otros indicadores cambian de color cuando el equilibrio de disociación se desplaza hacia la forma ácida o la forma básica

El equilibrio de disociación del indicador ácido base se puede representar por:

HMR + H2O ------> MR- + H+ (1)

y la constante de equilibrio se establece por la ecuación:

(2)

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar.

La forma mas conveniente para usar la ecuación anterior es la ecuación de Henderson- Hasselbach:

(3)
El rojo de metilo es particularmente un ácido muy bueno para el estudio de las formas ácida (HMR) y básica (MR-), ya que ambas formas absorben en el rango visible del espectro, la constante de disociación no es grandemente afectada por los cambios de la fuerza iónica, y el cambio de color tiene lugar en un intervalo de pH = 4-6, y este es convenientemente obtenido con un simple sistema buffer HOAc-NaOAc.

Ya que tanto MR- y HMR tienen bandas de absorción en la región visible, la razón puede ser determinada espectrofotométricamente a diferentes pH y de esta forma determinar la constante de equilibrio.

Las regiones del espectro electromagnético tienen diferentes energías que se asocian a transiciones distintas. En general, la absorción de luz visible o ultravioleta se asocia a transiciones electrónicas en una molécula, mientras que la absorción de luz infraroja se asocia a cambios vibracionales y rotacionales. Cuando una especie absorbe radiación electromagnética la intensidad del rayo incidente se reduce al pasar a través de la muestra. Para una solución, en un largo de onda de luz incidente dado, la densidad óptica o absorbencia, A, varía de acuerdo a la ley de Beer-Lambert:
A= - log (I/I0) = abc (4)

Para ello se determinan los espectros de absorción del rojo de metilo en soluciones ácidas y en soluciones básicas y se seleccionan las dos longuitudes de onda, 1 y 2, de tal manera que, la de la forma ácida, tiene un índice de absorbancia muy grande en comparación con la básica, la otra es la opuesta.

En las mediciones espectrofotométricas se cumple la Ley de Lambert-Beer. El equilibrio a estudiar es afectado por la temperatura, por lo cual resulta importante hacer todas las mediciones espectrofotométricas y de pH a la misma temperatura.
DROGAS:

Rojo de metilo,

Acetato de sodio 0,04M; 0,01M

Acido clorhídrico 0,1M; 0,01M

Acido acético 0,02M

Etanol 96%,
NORMAS DE SEGURIDAD

Rojo de Metilo:

Sustancia clasificada como NO PELIGROSA
Primeros Auxilios:

Indicaciones generales: En caso de pérdida del conocimiento nunca dar a beber ni provocar el vómito.

Inhalación: Trasladar a la persona al aire libre. En caso de que persista el malestar, pedir atención médica.

Contacto con la piel: Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropas contaminadas.

Contacto con los ojos: Lavar con agua abundante manteniendo los párpados abiertos.

Ingestión: Beber agua abundante. Provocar el vómito. En caso de malestar, pedir atención médica.
Procedimiento en caso de derrame

Recoger en seco y depositar en contenedores de residuos para su posterior eliminación de acuerdo con las normativas vigentes. Limpiar los restos con agua abundante.
Acetato de Sodio

Características de Peligrosidad:

Es posible la exposición de polvo si se encuentra mezclada con el aire en forma pulverulenta o granular. La sustancia se descompone al calentarla intensamente por encima de 120ºC o en contacto con ácidos fuertes produciendo ácido acético. La solución en agua es moderadamente básica.

Condiciones que deben evitarse: Fuentes de calor e ignición.

Materiales a evitar: Ácidos fuertes.

Productos de descomposición: Acido acético.

Polimerización: No aplicable.
Condiciones de manipuleo: Evitar las llamas, no comer, beber, ni fumar durante el trabajo.
Condiciones de almacenamiento: Separado de ácidos fuertes. Mantener en lugar seco.
Primeros Auxilios:

En general: En todos los casos luego de aplicar los primeros auxilios, derivar al médico.
Contacto con la piel: Aclarar y lavar la piel con agua y jabón. Proporcionar asistencia médica.
Contacto con los ojos: Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica.
Inhalación: Aire limpio, reposo, respiración artificial si estuviera indicada y proporcionar asistencia médica.

Ingestión: Proporcionar asistencia médica.
Medidas a tomar en caso de incendio y explosión:

Medidas de extinción apropiadas: Pulverización con agua, polvos.

Medidas de extinción inadecuadas: No aplicable.

Productos de descomposición: Acido acético

Equipos de protección personal especiales: No aplicable.

Instrucciones especiales para combatir el fuego: No aplicable.
Procedimiento en caso de derrame

Precauciones personales: Utilizar los elementos de protección personal.

Métodos de limpieza: Barrer la sustancia derramada e introducirla en un recipiente recoger cuidadosamente el residuo, trasladarlo a continuación a un lugar seguro
Acido Acético

Características de Peligrosidad:

La sustancia es moderadamente ácida. Reacciona violentamente con oxidantes tales como trióxido de cromo y permanganato potásico. Reacciona violentamente con bases fuertes. Ataca muchos metales formando gas combustible (hidrógeno).

Condiciones que deben evitarse: Fuentes de ignición y calor.

Materiales a evitar: Oxidantes, bases y metales.

Productos de descomposición: Con metales se descompone formando gas combustible (hidrógeno).
Polimerización: No aplicable.
Los efectos de la toxicidad se relacionan con sus propiedades altamente corrosivas.

Inflamable. Provoca quemaduras graves.

El calentamiento intenso puede producir aumento de la presión con riesgo de estallido.

Las vías de entrada pueden ser:

· Inhalación: Irritación de nariz y garganta, dificultad para respirar, tos, flema.

· Contacto con la piel: Riesgo de irritaciones y quemaduras severas.

· Ojos: Irritación severa de los ojos, lesiones oculares graves.

· Ingestión: Irritación, quemadura y perforación del tracto gastrointestinal. Nauseas y vómitos. Dificultad para respirar. Moderadamente tóxico.
Condiciones de manipuleo: Evitar el calentamiento intenso. Esto puede producir aumento de la presión con riesgo de estallido. Evitar llama abierta. NO producir chispas, NO fumar. Por encima de 39ºC; sistema cerrado, ventilación y equipo eléctrico a prueba de explosiones. No comer ni beber durante el trabajo.

Condiciones de almacenamiento: Almacenar en lugar a prueba de incendio. Separado de oxidantes, bases. Mantener en lugar frío; mantener en una habitación bien ventilada. Separado de alimentos y piensos.
Primeros Auxilios:

· En caso de inhalación llevar a lugar fresco y bien aireado.

· En caso de salpicadura en los ojos, enjuague lo antes posible con agua corriente por lo menos 15 minutos manteniendo los parpados abiertos. Si no se pudieron mantener los parpados abiertos aplicar colirio analgésico en la zona afectada.

· Quitar ropa y calzado contaminados en caso de derrame (bajo una ducha si es necesario) y lave con abundante agua la piel afectada.

· En caso de ingestión, enjuague boca y suministre agua fresca. Si no estuviera consciente no suministre nada por la boca. No provocar vomito. En todos los casos consulte con un medico inmediatamente o traslade a la persona al hospital.
Medidas a tomar en caso de incendio y explosión:

Medidas de extinción apropiadas: Pulverizar con agua, espuma resistente a alcohol o dióxido de carbono.

Medidas de extinción inadecuadas: No corresponde.

Productos de descomposición: Al quemarse genera gases tóxicos e inflamables.

Equipos de protección personal especiales: Trajes aluminados de protección y equipo autónomo de respiración.

Instrucciones especiales para combatir el fuego: Mantener frío los bidones y demás instalaciones rociando con agua.
Procedimiento en caso de derrame

Precauciones personales: Protección personal completo, incluyendo equipo autónomo de respiración.
Precauciones ambientales: Solo bajo la responsabilidad de un experto eliminar el residuo con abundante agua.

Métodos de limpieza: Recoger el líquido procedente de una fuga en recipientes herméticos. Neutralizar con precaución el líquido derramado con carbonato sódico.

Acido Clorhídrico

Líquido incoloro o ligeramente amarillo. Corrosivo e higroscópico. Puede ocasionar severa irritación al tracto respiratorio o digestivo, con posibles quemaduras. Puede ser nocivo si se ingiere. Puede ser fatal si se ingiere o inhala.
Condiciones de manipuleo: No comer, beber, ni fumar en lugar de trabajo y observar las medidas de precaución usuales para manipulación de productos químicos. No pipetear directamente con la boca. Usar siempre un dispositivo especial para pipetear líquidos.
Condiciones de almacenamiento: Separado de sustancias combustibles y reductoras, oxidantes fuertes, bases fuertes, metales. Mantener en lugar bien ventilado.
Primeros Auxilios:

En general: EVITAR TODO TIPO DE CONTACTO. En todos los casos luego de aplicar los primeros auxilios, derivar al médico.

Contacto con la piel: Quitar las ropas contaminadas, aclarar la piel con agua abundante o ducharse y proporcionar asistencia médica.

Contacto con los ojos: Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica.
Inhalación: Aire limpio, reposo, posición de semiincorporado, respiración artificial si estuviera indicada y proporcionar asistencia médica.

Ingestión: Enjuagar la boca con agua abundante. NO provocar el vómito y proporcionar asistencia médica.
Procedimiento en caso de derrame

Evacuar el área. Restringir el acceso a personas innecesarias y sin debida protección. Ubicarse a favor del viento. Usar equipos de protección personal. Ventilar el área. No tocar el líquido, ni se exponga a los vapores. Eliminar toda fuente de calor. No permitir que caiga en fuentes de agua y alcantarillas. Dispersar los vapores con agua en forma de rocío. Mezclar con soda o cal para neutralizar. Los residuos deben recogerse con medios mecánicos no metálicos y depositarlos en recipientes adecuados para su posterior disposición. Luego de recogido, lavar la zona con abundante agua
Alcohol Etílico:

Estabilidad y Reactividad:

Reacciona lentamente con hipoclorito cálcico, óxido de plata y amoníaco, originando peligro de incendio y explosión. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes tales como, ácido nítrico o perclorato magnésico, originando peligro de incendio y explosión.

Condiciones que deben evitarse: Fuentes de calor e ignición.

Materiales a evitar: Hipoclorito cálcico, óxido de plata, amoníaco y oxidantes fuertes.

Productos de descomposición: Vapores y gases de combustión.

Inflamable. Se evapora fácilmente. Sus vapores se depositan en las zonas bajas y pueden formar mezclas explosivas con el aire si se concentran en lugares confinados
Condiciones de manipuleo: Utilizar todos los equipos de protección personal. Evitar las llamas. NO producir chispas, NO fumar, NO poner en contacto con oxidantes fuertes.
Condiciones de almacenamiento: A prueba de incendio. Separado de oxidantes fuertes.
Primeros Auxilios:

Inhalación: Trasladar al aire fresco. Si no respira administrar respiración artificial. Si respira con dificultad suministrar oxígeno. Mantener la víctima abrigada y en reposo. Buscar atención médica inmediatamente.

Ingestión: Lavar la boca con agua. Inducir al vómito. No administrar eméticos, carbón animal ni leche. Buscar atención médica inmediatamente (puede tratarse de alcohol desnaturalizado).

Piel: Lavar la piel con abundante agua. Retirar la ropa contaminada y lávela con abundante agua y jabón.

Ojos: Lavar con abundante agua, mínimo durante 15 minutos. Levantar y separar los párpados para asegurar la remoción del químico. Si la irritación persiste repetir el lavado. Buscar atención médica.
Medidas a tomar en caso de incendio y explosión:

Utilizar polvos, espumas resistentes al alcohol, agua en grandes cantidades, dióxido de carbono.
Procedimientos en caso de escape y/o derrame

Evacuar o aislar el área de peligro. Eliminar toda fuente de ignición. Restringir el acceso a personas innecesarias y sin la debida protección. Ubicarse a favor del viento. Usar equipo de protección personal. Ventilar el área. No permitir que caiga en fuentes de agua y alcantarillas. Si el derrame es pequeño dejarlo evaporar, también se puede absorber con toallas de papel. Si es grande recolectar el líquido con equipos que no desprendan chispas para evitar que se encienda. Lavar el residuo con abundante agua.
EQUIPOS: Espectrofotómetro (Figura 1), peachímetro (Figura 2); 5 matraces de 25 ml, 5 erlenmeyer, pipetas,


Figura 1. Espectrofotómetro.


Figura 2. Peachímetro
TECNICA OPERATORIA:
1-PREPARACION DE LAS SOLUCIONES

Solución stock: 0,02gr rojo de metilo + 6 ml etanol  100ml con agua destilada.

Sol. standart: 100 ml sol. stock + 60 ml etanol  250 ml con agua dest.
2-DETERMINACION DEL ESPECTRO DE ABSORCIÓN

Para determinar la razón de concentraciones de HMR y MR- se busca el máximo de absorbancia de cada sustancia individual. Por el principio de Le Chatelier aplicado al equilibrio representado en la expresión (1) a pH bien bajo hay mayor contribución de HMR y a pH bien alto hay mayor contribución de MR-. En la figura aparecen los espectros de las dos especies de interés que cuyo largo de onda máximo depende del color que absorben.

El espectro de absorción del rojo de metilo se establece usando ácido clorhídrico como disolvente para obtener el espectro de la forma ácida y acetato de sodio como disolvente para la forma básica. El agua destilada se utiliza en la celda de referencia.

La absorbancia se mide a intervalos apropiados desde 350 hasta 600m. Deben consultarse las instrucciones del espectrofotómetro antes de utilizarlo. En general el procedimiento es el siguiente: Se ajusta la longitud de onda deseada, se lleva a 100% de transmitancia con el agua destilada, en otra celda se coloca la solución a medir y se lee la transmitancia y así sucesivamente. Los datos se van poniendo en una gráfica a medida que se hacen las mediciones, de absorbancia en función de la longitud de onda.



Para el sistema de rojo de metilo el largo de onda máximo de la especie ácida (color rojo) a pH = 2 es 520 nm y el de la especie básica (color amarillo) a pH = 12 es 425 nm.
Soluciones:
Forma ácida: 10 ml de sol. estándar + 10 ml de HCl 0,1M  100 ml con agua dest.
Forma básica: 10 ml de sol. estándar + 25 ml de NaAcO 0,04 M  100 ml con agua dest.
3-DETERMINACION DE LA CURVA DE CALIBRACION

Una curva de calibración es la representación gráfica de la Absorbancia en función de la concentración, establece el límite de concentración dentro del cual es aplicable la Ley de Lambert-Beer. Esta curva puede realizarse determinando la Absorbancia sobre una serie de soluciones estándares de concentraciones conocidas a una longitud de onda dada, seleccionada previamente.



Curva forma ácida:

6ppm; 4ppm; 2ppm (18,75 ml; 12,5 ml; 6,25 ml de sol. ácida)  25 ml con HCl 0,01 M
Curva forma básica:

6ppm; 4ppm; 2ppm; (18,75ml; 12,5ml; 6,25ml de sol.bás.)  25ml con NaAcO 0.01M.
4-DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE DISOCIACION
Para determinar la constante de disociación del colorante, los análisis espectrofotométricos se efectúan en soluciones que contienen una concentración constante de colorante, varias concentraciones de ácido acético y un volumen constante de acetato de sodio de manera de formar el buffer correspondiente.

Solución

Vol. HAc 0,02

Vol. sol. estandar

Vol. NaAc 0,04 M

1

25

5

12,5

2

12,5

5

12,5

3

5

5

12,5

4

2,5

5

12,5


Todas se llevan a 50 ml con agua destilada.

Las absorbancias de las soluciones son medidas a 1 y 2, y se miden los valores de pH.
CALCULOS Y RESULTADOS

1-Graficar Absorbancia vs. Longitud de onda. Elegir 1 y 2

2-Graficar Absorbancia vs. concentración, para ambas formas,

3-Determinar el pK. Un valor promedio, procedente de la literatura, es 5,05  0,05 para el intervalo de 25 a 30o de temperatura.
CUESTIONARIO

1-Enuncie la Ley de Lambert-Beer y explique el significado de cada término.

2-Como define la tramitancia y que relación guarda con la absorbancia.

3-Que es un espectro de absorción y que utilidad tiene.

4-Que es una curva de calibración y cual es su uso.
BIOBLIOGRAFIA

-G. M. Barrow, "Physical Chemistry", McGraw-Hill Book Co., New York, New York, 1973. Capítulo 9.

-G. W. Castellan. "Physical Chemistry", Addison-Wesley Publishing Co. Reading, Massachusetts, 1971. Capítulo 11.

- H.D. Crockford and S. B. Knight. "Fundamental of Physical Chemistry", John Wiley and Sons, Inc., New York, New York, 1964. Capítulo 9.

- H. D. Crockfond, J. W. Nowell, H W. Barid and F. W. Getzen, "Laboratory Manual of Physical Chemistry", 2da Ed. 1975, p. 134-141.

-F. Daniels, et. al. "Experimental Physical Chemistry", McGraw-Hill Book Co., New York, New York, 1970. Capítulo 5.

-F. Daniels and R. A. Alberty. "Physical Chemistry", John Wiley and Sons, Inc. New York, New York, 1975. Capítulo 5.

-S. Mason and J. B. Londo. "Fundamentals of Physical Chemistry", MacMillan Publishing Co., New York, New York, 1974. Capítulo l0.

-W. J. Moore, "Physical Chemistry", Prentice-Hall, Inc. New York, New York, l972. Capítulo 8.

similar:

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconProteínas globulares y fibrosas. Relación con solubilidad y función....

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconLa actividad física y su relación con la salud. Beneficios y riesgos

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconLa sexualidad se entiende como el conjunto de comportamientos y sensaciones...

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconParece un consejo muy evidente y sencillo, pero no lo es. Cada uno...

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar icon8 Incapacidad de relación. Vínculo con adultos. No relación con iguales. 6

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconPrimera parte: por grupos de 4 = 2 franceses, 1 checo, 1 español...

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconA La dieta de una persona es el régimen de comidas y bebidas que...

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar icon2. Hemos ido apuntando la edad de cada uno de los componentes de...

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconBloque II. Relación entre actividad física y nutrición

En la relación (2) hemos aproximado la actividad de cada especie envuelta en el equilibrio con la concentración molar iconActividad Con esta actividad desarrollo la competencia




Todos los derechos reservados. Copyright © 2019
contactos
b.se-todo.com