6 constante_equilibrio

6 constante equilibrio gy athIos13 1 Ibeapa,1R 17, 2016 II pagcs Página | 66 EXPERIMENTO 7: DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UNA REACCION POR EL MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO. l. OBJETIVOS. El objetivo de la presente práctica es, que el estudiante una vez realizada y analizada, estará en capacidad de: Determinar la constante de equilibrio de una reacción, hallando las concentraciones de las especies en equilibri PACE Aplicar la espectro trru equilibrio iónico deu ndica 2. ASPECTOS TEORIC La constante de equil el bas doptada para denotar la tendencia de los reaccionantes a onvertirse en productos.

En general si se tiene una reacción planteada como: La constante de equilibrio para esta reacción se expresa de la siguiente forma: d las soluciones, la constante de equilibrio para una reacción se determina a partir de un estudio de la dependencia de la concentración sobre la intensidad de una banda de absorción en el espectro de la solución. Si un haz de luz blanca pasa a través de una celda de vidrio que ha sido llenada con un líquido, la radiación emergente es de menor intensidad que la radiación que entra.

Esta pérdida se debe fundamentalmente a as reflexiones en la superficie y a la difusión provocada por las partículas en suspensión que se encuentran en el fluido; en cambio en los líquidos claros, el fenómeno ocurre debido a la absorción de la energía radiante por el líquido. El color aparente de las soluciones es siempre el complementario del color absorbido. De modo que una solución que absorba en la región azul, aparecerá como morada, etc. En los métodos analíticos no solo se usa la absorción en la región del espectro visible sino que también son aplicables a las regiones de UV e IR.

La absorción de adiación visible o UV se asocia a transmisiones en los estados electrónicos, mientras que la absorción en el IR produce transmisiones entre estados vibracionales. Para el profesional en química, la importancia de las soluciones coloreadas descansa en el hecho de que la Página 168 radiación absorbida es característica del compuesto que absorbe. El término generalmente empleado en los análisis qu(rmcos basados en la medida de la absorción de la radiación es el de absorciometría. El término debe aplicarse solamente medida de la absorción de la radiación es el de absorciometr(a.

El érmino debe aplicarse solamente en relación con la reglón del espectro vlsible. La específicamente al uso del espectrofotómetro. El tratamiento cuantitativo de la absorción de la energía radiante por la materia depende del principio conocido como Ley de geer-l_ambert , cuyo enunciado es el siguiente: » La intensidad del haz incidente disminuye exponencialmente con un aumento en el recorrido a través del medio absorbente y con el aumento en la concentracion de las especies absorbentes» . Su expresión matemática es como sigue: A log lo Donde: A C] Absorbancia. o Intensidad radiante que entra en la elda. I n Intensidad radiante que sale de la celda. E Absortividad o coeficiente de extinción. C O Concentración de la especie absorbente. 1 Espesor de la celda. Cuando la concentración C se expresa en moles/litro, I en centímetros, la absortlvidad tendrá unidades de Litro La absorbancia una de disociación en equilibrio que se puede resumir de la siguiente manera; en solución acuosa ácida el rojo de metilo existe en la forma estructural resonante de color rojo, la cual se puede representar de forma simplificada como CIHMRID .

Ahora en medio básico se pierde un protón y cambia la estructura produciendo na especie amarilla que puede representarse en forma simplificada como MR C] . El rojo de metilo tiene un rango de viraje situado entre el intervalo de pH de (4. 4 a 6. 2). El equilibrio en este intervalo es el siguiente: 1–;MRD Color rojo color amarillo Entonces la constante de disociación será: CIMR para CIHMRC] y donde la presencia de MR C] es despreciable.

Se debe hallar la longitud de onda para esta solución, por lo que se prepara una solución ácida con una concentración conocida de CIHMRC] y se hace un barrido en el espectrofotómetro buscando la longitud de onda donde se observe la máxima absorbancia. Esta será la longitud de onda 01 para la especie CIHMRO . 2. 2 De la misma manera como en el punto anterior, se prepara ahora una solución bastante básica que garantice la existencia de la especie de color amarilla MR L] y donde la presencia de C]HMRC] se toma como despreciable.

Se prepara esta solución con una concentración conocida y se realiza un barrido en el espectrofotómetro buscando la longitud de onda de máxima absorbancia. Esta se denominará longitud de onda Cl 2 para la especie MR C] Ya que las dos formas del indicador ( MR y HMR absorben fuertemente en el intervalo visible, por lo ue las concentraciones se pueden establecer espectrofotométricament erminar los SOF11 espectros de absorción en cidas y básicas longitudes de onda halladas para la solución ácida y básica. Para esto aplicamos la Ley de Beer-Lambert. ara la solución ácida del punto 2. 1, procedemos así: a la longitud de onda C] 1 . Como se conoce la concentración de la especie HMR , el espesor de la celda y la absorbancia, entonces se calcula ADI Luego al conocer la longitud de onda C] 2 , hallamos la absortividad de la especie ácida HMR a esta longitud de onda Cl 2 de la siguiente manera A02 E HMR( n2)lil , utilizando la misma solución ácida, nnHMRfl conociendo la absorbancia a C] 2 y la concentración de la especie ácida. Para la solución básica del punto 2. , procedemos así: a la longitud de onda C] 2 , y conociendo la concentraclón de la especie MR Cl , el espesor de la Página 172 EMRO(Ü) 2 AC]2 Luego confusiones. Tabla 1 01 C12 Solución de indicador pH E HMR( 02 ) Solución de indicador pH —9 E MRO(Ü 2) 2. 3 La muestra problema se determina preparando una solución de indicador a un pH conocido, que esté en el rango de acción del indicador, para el rojo de etilo el rango de acción está entre pH (4. 4 a 6. 2). En esta solución (pH=5), se asegura que se tiene la presencia de las dos especies ( MR C] y HMR lo que no se conocen son las concentraciones de las mismas. ara hallarlas procedemos de la siguiente forma: a) A la solución problema (pH=5, conocido) le hallamos las absorbancias a las longitudes de onda y C] 2 (utilizar agua como blanco). Como se tiene en esta solución las dos espe MR ), se VOFII cumple que la suma de las de estas es Asolprob( 02 ) n ( E HMR( 02 ) )CII DOHMRCI n ( E MRCI ( n pH ( conocido) c) Para hallar las concentraciones MR C] y CIHMRC] en la olución problema (pH conocido) basta con remplazar los valores de la absorbancia de la solución Asolprob( Cl ) y Asolprob( ) , el espesor de la celda y los valores de la absortividades especificas halladas anteriormente ) .

Simplificando ecuaciones se obtienen dos ecuaciones con dos incógnitas, que asignadas por el profesor. Solución preparada de indicador de concentración 0. 1 g/ 1 00mL. 3. 2 PARTE OPERATIVA. Preparación de las soluciones a pH 1, 9 y 5 Solución estándar Se toma 1. 5 ml_ de la solución de indicador dada, y se lleva a un balón aforado de 25 ml_ al ue se le agrega 10 mL de etanol al 95% y se enrasa con agua destilada. Anotar la nueva concentración del indicador en esta solución. página | 75 Tabla 3.

Indicador Rojo de metilo fenolftaleina Verde bromocresol Naranja de metilo Azul de bromofenol Intervalo de viraje (pH) Color de OHMRO 4. 2-6. 2 8-10 3. 8-5. g NaOH 0. 1 M. Rotule la solución. Determinación de las longitudes de onda 01 y C] 2 . C] Tomar una muestra de la solución ácida rotulada como «solución pH=1», llevarla espectrofotómetro para hacer un barrido (400700 nm), con el fin de hallar la longitud de onda de máxima absorción. Anotar el valor de la longitud de onda y designarla como C] 1 .

Llevar los datos a la tabla 4. Página | 76 Concentración de indicador (M) 01) Solución básica de indicador (pH C] 9) Soluclón ácida de indlcador (pH De la misma manera como en el paso anterior, tomar la solución básica del matraz «solución pH-9» llevarla al espectrofotómetro y hallar por medio de un barrido la longitud de onda de máxima absorción. Anotar el valor de la longitud de onda y designarla como C] 2 . Llevar los datos a la tabla 4. Tabla 4. Solución acida de indicador pH – 1 Solución básica de indicador pH = 9 22