experimentos de fisico quimico

8/18/2019 Experimentos de Fisico Quimico

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CINETICA DE LA DECOLORACION DE LA FENOLFTALEINA EN MEDIOALCALINO.

EFECTO DE LA FUERZA IONICA.

I. OBJETIVOS.1.- Determinar la constante cinética de pseudoprimer orden k1 de la decoloración de lafenolftaleína en disolución alcalina.2.- Determinar la constante cinética de segundo orden k de la decoloración de lafenolftaleína.3.- Determinar el efecto de la concentración de hidróxido en la cinética de decoloraciónde la fenolftaleína.4.- Determinar el efecto de la fuerza iónica en la decoloración de la fenolftaleína.

II. FUNDAMENTOS.a fenolftaleína se usa como ingrediente acti!o en algunos laxantes pero m"sfamiliarmente como un indicador "cido-#ase para detectar el punto de e$ui!alencia enlas titulaciones. %i se encuentra un exceso de #ase en el matraz al final de la titulación&el estudiante notar" $ue el color rosa de la fenolftaleína desaparece después de unrato. 'sta decoloración no es consecuencia de la titulación ( sin pensarlo m"s& ladisolución se desecha. %in em#argo el por $ué sucede esta decoloración esinteresante ( en esta pr"ctica se a#ordar" el pro#lema desde el punto de !istacinético. ) pesar de $ue la fenolftaleína es uno de los indicadores m"s utilizados& su $uímica noes simplemente la de un par con*ugado "cido-#ase& +,n-,n-. as formas en $ue seencuentra la fenolftaleína en disolución alcohólica-acuosa se presentan en eles$uema 1. a fenolftaleína es incolora a p+ / 0. a forma incolora tiene la estructura1 ( la a#re!iamos como +2. ) medida $ue el p+ se incrementa de 0 a 1& losprotones fenólicos son neutralizados con aproximadamente la misma facilidad ( el

anillo de la lactona se a#re produciendo el familiar color rosado correspondiente a laestructura 2& a#re!iada como 2-. ) p+s ma(ores& el color rosa desaparece lentamentede#ido a la existencia de la estructura 3& a#re!iada como +3-. odos los cam#ios decolor son re!ersi#les. a con!ersión de +2 a 2- es extremadamente r"pida (esencialmente completa al momento de alcanzarse un p+ 5 11& mientras $ue lacon!ersión de 2- a +3- a p+s ma(ores de 11 es suficientemente lenta para $ue su!elocidad pueda ser medida espectrofotométricamente.

's$uema 1. ormas estructurales ( e$uili#rios de la fenolftaleína en disolucionesetanólicas-acuosas.


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a decoloración de la fenolftaleína en medio #"sico& se puede representar con lasiguiente ecuación6

la le( de !elocidad puede expresarse como6

'l procedimiento experimental implica la utilización de disoluciones fuertemente#"sicas $ue contienen solo trazas de fenolftaleína& de tal manera $ue la concentraciónde +- excede la de la fenolftaleína por un factor de por lo menos 14 !eces. 7or lotanto& durante cada corrida& la concentración de +- permanece pr"cticamenteconstante ( la le( de !elocidad se simplifica a 6

en esta nue!a le( de !elocidad

( se dice $ue la reacción es de pseudoenésimo orden con respecto a la fenolftaleínaó en especies 2-.

III. PROTOCOLO DE INVESTIGACION.1.- ,n!estigar a $ue se le denomina reacción de pseudoenésimo orden ( en $ue casoses con!eniente determinarla.2.- Desarrollar la forma integrada de la ecuación 3& considerando n 5 1.3.- Desarrollar la forma integrada de la ecuación 3& considerando n 5 2.4.- Definir $ue se considera como fuerza iónica ( cómo se calcula.

8.- 9ompletar la ta#la 1& calculando la cantidad de disolución de :a+ .3 ;& dedisolución de :a9l .3 ; ( de agua necesarios para preparar 1 ml de lasdisoluciones de :a+ $ue se indican en la ta#la& manteniendo una fuerza iónicaconstante de .3; , 5 zi29i?& donde , 5 fuerza iónica media& zi 5 carga del ión ( 9i 5concentración del ió[email protected] 9ompletar la ta#la 2& calculando la cantidad de disolución de :a+ .3;& dedisolución de :a9l .3; ( de agua necesarios para preparar 1 ml de las disolucionescon las fuerzas iónicas $ue se indican en la ta#la& manteniendo una concentración de:a+ .2; constante.A.- 'la#orar un diagrama de flu*o $ue es$uematice el procedimiento a seguir durante lapr"ctica.


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IV. DESARROLLO EXPERIMENTAL.a) Matera! " rea#t$%&.1 gradilla24 tu#os de ensa(e de 2 ml2 cu#etas para el espectrofotómetro3 pipetas graduadas de 8 ml2 pipetas graduadas de 1 ml1 espectrofotómetro B,%1 m de disolución de fenolftaleína al .2C en etanolagua2 m de una disolución de :a+ .3 ;2 m de una disolución de :a9l .3 ;

') Se#(e#a e*+er,eta!.'.1 Deter,a#- e !a #%&tate #/t#a e +&e(%e/&,% %re +ara !ae#%!%ra#- e !a 0e%!0ta!ea e ,e% '&#%.'.1.1 7reparar 1 ml de las disoluciones de :a+ $ue se indican en la ta#la 1&primero para una corrida ( luego para la otra.

'.1.2 )*ustar el espectrofotómetro a cero de a#sor#ancia a 88 nm con el #lanco.'.1.3 )Eadir una gota de fenolftaleína a los tu#os 1 ( 2. +omogeneizar ( comenzar acontar el tiempo. omar lecturas de a#sor#ancia cada 2 minutos durante 2 min.'.1. )Eadir una gota de fenolftaleína al tu#o 3. +omogeneizar ( comenzar a contar eltiempo. omar lecturas de a#sor#ancia cada minuto hasta la desaparición del colorrosa.'.1.4 9olocar la disolución del tu#o 4 en una cu#eta para el espectrofotómetro& aEadiruna gota de disolución de fenolftaleína e in!ertir !arias !eces la cu#eta parahomogeneizar. 9ontar el tiempo a partir de la adición de la fenolftaleína. omar laslecturas de a#sor#ancia a 88 nm cada 3 seg hasta la desaparición del color rosa.'.1.5 9olocar la disolución del tu#o 8 en una cu#eta para el espectrofotómetro& aEadiruna gota de disolución de fenolftaleína e in!ertir !arias !eces la cu#eta para

homogeneizar. 9ontar el tiempo a partir de la adición de la fenolftaleína. omar laslecturas de a#sor#ancia a 88 nm cada 3 seg hasta la desaparición del color rosa.'.1.6 Fepetir el procedimiento para una segunda corrida.

a#la 1. 'fecto de la concentración de +- en la !elocidad de decoloración de lafenolftaleína.

'.2 Deter,a#- e! e0e#t% e !a 0(er7a -#a e !a $e!%#a e e#%!%ra#-e !a 0e%!0ta!ea.'.2.1 7reparar 1 ml de las disoluciones a la fuerza iónica $ue se indica en la ta#la 2&primero para una corrida ( luego para la otra.a#la 2. 'fecto de la fuerza iónica en la !elocidad de decoloración de la fenolftaleína.


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'.2.2 )*ustar el espectrofotómetro a cero de a#sor#ancia a 88 nm con el #lanco.'.2.3 )Eadir una gota de fenolftaleína a los tu#os @ ( A. +omogeneizar ( comenzar acontar el tiempo. omar lecturas de a#sor#ancia cada 2 minutos durante 2 min.'.2. )Eadir una gota de fenolftaleína al tu#o 0. +omogeneizar ( comenzar a contar eltiempo. omar lecturas de a#sor#ancia cada minuto hasta la desaparición del colorrosa.'.2.4 9olocar la disolución del tu#o G en una cu#eta para el espectrofotómetro& aEadir

una gota de disolución de fenolftaleína e in!ertir !arias !eces la cu#eta parahomogeneizar. 9ontar el tiempo a partir de la adición de la fenolftaleína. omar laslecturas de a#sor#ancia a 88 nm cada 3 seg hasta la desaparición del color rosa.'.2.5 9olocar la disolución del tu#o 1 en una cu#eta para el espectrofotómetro& aEadir una gota de disolución de fenolftaleína e in!ertir !arias !eces la cu#eta parahomogeneizar. 9ontar el tiempo a partir de la adición de la fenolftaleína. omar laslecturas de a#sor#ancia a 88 nm cada 3 seg hasta la desaparición del color rosa.'.2.6 Fepetir el procedimiento para una segunda corrida.


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V. DATOS EXPERIMENTALES.Ta'!a 3. Re&(!ta%& e! e*+er,et% '.1.


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Ta'!a Re&(!ta%& e! e*+er,et% '.2.

VI. TRATAMIENTO DE LOS DATOS EXPERIMENTALES.De acuerdo con la le( de Heer& la a#sor#ancia de una solución es directamenteproporcional a la concentración de la especie colorida en la disolución& por lo tantopuede utilizarse directamente la a#sor#ancia en lugar de la concentración paracalcular la constante de !elocidad.

1.- )plicar la ecuación integrada& para n 5 & n 5 1 ( n 5 2 a losresultados para el tu#o 3 de la ta#la 3. Fepresenta los resultados gr"ficamente. I)$ué ecuación se a*ustan me*or los datos cinéticosJ 'n caso de duda repetir el

procedimiento para otros dos tu#os cuales$uiera.2.- )plicar la ecuación encontrada en el punto 1& a los dem"s datos cinéticos de lostu#os 1& 2& 4 ( 8. Fepresenta en una sola gr"fica los datos cinéticos para todas lasconcentraciones de +-. Determina para cada concentración de +-& la constantecinética de pseudoenésimo orden. 'la#ora una ta#la con los resultados.

3.- Ka $ue ec. 4& grafica el !alor de las constantes depseudoenésimo orden determinadas el punto 2 ordenadas contra la concentración de+ a#scisas ( determina el orden de la reacción con respecto al hidróxido. I9u"l esel orden glo#al de la reacciónJ I9u"l es el !alor de la constante de !elocidad glo#al kde la reacciónJ4.- )plica la ecuación 3 integrada para el orden de reacción encontradoexperimentalmente a los datos cinéticos de la ta#la 4. 'la#ora una sola gr"fica con los


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datos cinéticos. 9alcula la constante de !elocidad de pseudoenésimo orden& para lareacción de decoloración de la fenolftaleína en función de la fuerza iónica. 'la#ora unata#la con los resultados.8.- tro método para determinar m ( k & consiste en utilizar logaritmos. )plicalogaritmos a la ecuación 4 ( determina los !alores de m ( k .

VII. ANALISIS DE RESULTADOS.1.- I9u"l es el pseudo-orden de la reacciónJ I9u"l es la ecuación de !elocidad paraesta reacciónJ2.- IDe $ué manera influencia la concentración de + - a la !elocidad de decoloraciónde la fenolftaleínaJ3.- 9ompara los !alores de m ( k encontrados por el método del punto 3 con losencontrados por el método del punto 8.4.- I9ómo afecta la fuerza iónica a la !elocidad de decoloración de la fenolftaleínaJI9am#ia el orden de la reacción con la fuerza iónicaJ8.- )naliza $ue factores experimentales son los cruciales para $ue el experimento seaun éxito ( cuales no lo son ( por $ué.

@.- ,n!estigar en $ue "reas de la ,ngeniería farmacéutica se in!olucran reacciones conreacti!os en forma de iones.

VIII. CONCLUSIONES.'nlista las conclusiones $ue ha(as o#tenido a partir del an"lisis de resultados. Da unaexplicación del por $ué depende la reacción de decoloración de la fenolftaleína de lafuerza iónica. Lna reacción en la $ue no se !ean in!olucrados iones& Idepender" de lafuerza iónicaJ I%on Mtiles las reacciones de pseudoenésimo ordenJ I7or $uéJ )mplíatu respuesta con una #re!e in!estigación de la ecuación de ;ichaelis-;enten.

IX. BIBLIOGRAFIA.

1.- . :icholson& J. Chem. Ed. 1G0G& @@& [email protected] N. F. alanne& J. Chem. Ed. 1GA1& 48 & 2@@[email protected] O. N. aidler& 9hemical Oinetics& ;cPraQ-+ill& :. K.& 1G8.


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CINETICA DE LA 8ALOGENACION DE LA ACETONA.

I. OBJETIVOS1. Determinar el orden de reacción para la cinética de halogenación de la acetona.2. Determinar el efecto de la concentración de "cido ( de acetona so#re la cinética dehalogenación de la acetona.3.- Determinar la constante de !elocidad para la reacción de halogenación de laacetona.

II. FUNDAMENTOS'l estudio de los cam#ios en la !elocidad de reacción de#ida a las concentraciones delos reacti!os& son de suma importancia en la industria farmacéutica de#ido losdiferentes factores $ue pueden modificar el comportamiento de la reacción ( pro!ocarla formación de productos no deseados. Dentro de estos factores6 la presión& la

temperatura& la presencia de distintos sol!entes& es por esto $ue se re$uiere lle!ar aca#o estudios so#re las condiciones de las reaccione $uímicas ( la forma de o#tenerel ma(or rendimiento. a información $ue se tenga de cómo se lle!a a ca#o unareacción ( $ue factores la influ(en& permite en el "rea farmacéutica lograr unaesta#ilidad en los medicamentos entre ellos las drogas& la predicción de su !ida Mtil&definir las condiciones de conser!ación de los mismos. 's por lo anterior $ue seefectuar" la reacción de halogenación de la acetona& para determinar como influ(ecada uno de los componentes de la reacción.

9uando el (odo es mezclado con acetona& se lle!a a ca#o la siguiente reacción6

Lna reacción an"loga ocurre entre el #romo ( la acetona. a reacción se realiza mu(lentamente cuando el p+ del medio se encuentra en el inter!alo de 4 a A& pero es mu(r"pida si el p+ es menor a 3 o ma(or a 0. 'sto implica dependencia "cido-#ase de lareacción.9onsiderando $ue la (odatación de la acetona sigue una cinética simple& la le( de!elocidad tiene la siguiente forma 6

Donde6k es la constante de la !elocidad de reacción>93+@? es la concentración de la acetona en la reacción>,2? es la concentración de (odo en la reacción>+R? es la concentración de "cido en la reaccióna, b, c son los ordenes parciales de reacción respecti!os de cada sustancia


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9omo se o#ser!a el orden de reacción glo#al es la suma de los ordenes parciales&para esta reacción es de a+b+c.De todos los compuestos participantes en la reacción& Mnicamente el (odo o si seemplear" #romo& dan coloración a la solución acuosa. a intensidad del color puedeemplearse para determinar la cantidad de halógeno presente en la solución. ;idiendo

la a#sor#ancia en un espectrofotómetro LB-B,%,H'& de la mezcla de reacción einterpolar en una cur!a de cali#ración se conoce la cantidad de halógeno presente sinreaccionar con respecto al tiempo& mane*ando correctamente los datos puededeterminarse la !elocidad de la reacción.

III. PROTOCOLO DE INVESTIGACION .1. 'xplicar $ué es orden de reacción& molecularidad de la reacción ( constante de!elocidad.2. 'xplicar $ue es una cur!a tipo ( cómo se determina en el caso de un métodoespectrofotométrico.3. Descri#ir #re!emente los métodos $ue se emplean en la determinación del orden deuna reacción .4.- Descri#ir #re!emente cómo se determina la constante de !elocidad para unareacción.8.- 'la#orar un diagrama de flu*o con el procedimiento a seguir durante la pr"ctica.

IV. DESARROLLO EXPERIMENTAL.a) Matera! " rea#t$%& .1@ tu#os de ensa(o con tapón de rosca 'spectrofotómetro LB-B,%1 gradilla )cetona1 pipeta de 8. ml )gua destilada1 pipeta de .1 ml Koduro de potasio1 pipeta de 1. ml Kodo met"lico

2 celdas de !idrio Scido clorhídrico1 termómetro1 *eringa de 1 ml

Disolución de (odo 8T1-3 ;6 disol!er .8A@ g de (odo met"lico ( 1.@3 g de (odurode potasio en 1 ml de agua destilada solución de (odo .2 ;. omar 28 ml deésta solución ( lle!arlos a 1 ml con agua destilada en un matraz aforado soluciónde (odo 8T1-3 ;. N%ta9 'sta solución se de#e preparar al momento de ela#orar la

pr"ctica. AA. Disolución de "cido clorhídrico6 preparar una disolución de "cidoclorhídrico en agua destilada al 2C !!.

b) Secuencia experimental '.1.:Pre+ara#- e !a #(r$a t+%.7reparar la siguiente serie de disoluciones 6


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Lna !ez preparadas& leer la a#sor#ancia de cada una a 4@ nm ( registrar las lecturas.'.2.: Deter,a#- e !a #/t#a e rea##- 97reparar cada una de las soluciones $ue se indican en la ta#la & adicionando todos losreacti!os menos la solución de (odo& la cual de#e ser adicionada al final& en elmomento en $ue se !a(an a hacer las lecturas de a#sor#ancia para seguir la cinética

de reacción.

1.- Lna !ez adicionadas las cantidades de acetona& agua ( "cido clorhídrico& tapartodos los tu#os ( efectuar el procedimiento $ue se descri#e a continuación. +acer esto

para cada disolución por separado.2.- )dicionar la cantidad de solución de (odo $ue se indica en la ta#la& mezclarperfectamente ( colocar la disolución en la celda. ,nmediatamente& introducir la celdaen el espectrofotómetro (a cali#rado a cero a 4@ nm ( comenzar a tomar las lecturasde a#sor#ancia cada 18 segundos durante 2 minutos& considerando la primeralectura como tiempo cero.3.- Desechar la solución ( hacer lo mismo con cada una de las disolucionespreparadas.4.- Fegistrar los datos en la ta#la correspondiente.8.- Fegistrar la temperatura a la cual se lle!ó a ca#o el experimento.

V. TRATAMIENTO DE LOS DATOS EXPERIMENTALES .

,nterpolar los !alores de a#sor#ancia en la cur!a tipo ( determinar la concentración de(odo para cada tiempo.9onstruir para cada caso la gr"fica de tiempo e*e x contra concentración de (odo e*e(.Determinar para cada caso los !alores de U> V2? Utf & mediante regresión lineal de lasgr"ficas anteriores.Praficar los !alores de log de la concentración de >+R? contra log U > V2? Ut resultadosde los tu#os 1-4.Praficar los !alores de log de la concentración de acetona contra de log U > V2? Utresultados de los tu#os 4-A .Praficar los !alores de log de la concentración de (odo contra de log U > V2? Ut

resultados de los tu#os @ ( 0.


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Deter,a#- e !a !e" e $e!%#a +ara !a rea##- e ;a!% 93+@ ? R # log>,2?

's decir $ue graficando log >+R? en el e*e de las x contra log U> V2?Ut en el e*e delas ( se o#tiene una recta con pendiente c& $ue es el orden parcial de reacción con

respecto al "cido. )plicando el mismo procedimiento para la !ariación de la concentración de acetona& sedetermina el !alor de a& $ue es orden parcial de reacción con respecto a la acetona. )plicando el mismo procedimiento para la !ariación de la concentración de (odo& sedetermina el !alor de #& $ue es el orden parcial de reacción con respecto al (odo.Lna !ez determinados los !alores de a& #& ( c& es posi#le determinar la constante de!elocidad& de acuerdo con la ecuación siguiente 6

7ara las concentraciones se emplean los !alores constantes de cada una.

VI. ANALISIS DE RESULTADOS .1.- 'xplica la razón de emplear (odo met"lico ( (oduro de potasio& para preparar lasolución de (odo.2.- I 9u"l es el orden de reacción con respecto al (odoJ3.- I 9u"l es el orden de reacción con respecto al "cidoJ4.- I 9u"l es el orden de reacción con respecto a la acetonaJ8.- I 9u"l es el orden glo#al de la reacció[email protected] I 9u"l es el !alor de la constante de !elocidad de la reacciónJA.- I 9ómo afecta la !elocidad de la reacción la concentración de "cido o acetonaJ0.- I Wué otros factores pueden alterar la !elocidad de la reacción de halogenación de

la acetonaJ


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VII. CONCLUSIONES.I %e cumplieron los o#*eti!os de la pr"ctica JI Wué sugieres para o#tener resultados m"s precisos en la pr"cticaJI Wué !enta*as ( des!enta*as presenta el método empleado en la determinación delorden de la reacción ( de la constante de !elocidadJI Wué aplicación directa existe en el "rea farmacéuticaJ

VIII. BIBLIOGRAFIA .

1.- N. 7. Hirk and D. . Xalters& J. Chem. Ed . 1GG2& A& 808-80A.2.- H. 7. e!itt& Química Física Práctica de Findlay & 'd. Fe!erté& Espaa& 1GAG.3.- ). ;. Names& Practical Physical Chemistry & 'd. N. Y ). 9hurchill D& !"ndres&[email protected]. . ). Hurmísto!a et al& Prácticas de Química Física& 'd. ;ir& #"sc$& 1GAA.8. Fa(mond 9hang& Fisic"%uímica c"n &plicaci"nes a 'istemas (i"l)*ic"s, 'd.9'9%)& ;éxico& 1G0A.@. 'ngel homas ( Feid 7hilip& Química Física, 'd. 7earson Z )ddison Z Xesle(&'spaEa& [email protected]. Pennaro )lfonso& emin*t"n Farmacia, 'd. ;édica 7anamericana& )rgentina& 23.0. ;artin)lfred& 4a 'dición& 'd. XillamsYXilkns& L%)& 1GG3.G. %ans 7edrero 7.& Fisic"%uímica para Farmacia y (i"l"*ía, 'diciones 9ientíficas (écnicas %.).& 'spaEa& 1GG2.1. 7radeau& et. al.& &nálisis Químic"s Farmacutic"s de #edicament"s, 'd. ,7: Z:oriega Z L+')& ;éxico& 1GG0

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