Informe-2-fico-ii Corrigiendo En Proceso.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

DISTRIBUCION DE UN SOLUTO ENTRE LOS SOLVENTES NO MISCIBLES

-Casallo Espíritu, María Isabel -Catay Matias, Kevin -Centeno Bustillo, Héctor -Chaupis Enriques, Elvis David 14/04/2018 21/04/2018

INGENIERIA QUIMICA – FISICOQUIMICA II

OBJETIVO: Estudiar la distribución de un soluto entre dos solventes inmiscibles para el caso específico del ácido benzoico en agua y tolueno

RESUMEN En nuestro siguiente experimento tenemos como objetivo ESTUDIAR LA DITRIBUCION DE UN SOLUTO ENTRE DOS SOLVENTES INMISCIBLES PARA EL CASO ESPECIFICO DEL ACIDO BENZOICO EN AGUA Y TOLUENO. Los principios teóricos afirman que un soluto se distribuye entre dos solventes inmiscibles hasta que en el equilibrio se alcanza una razón constante de su actividad en las dos capas para una temperatura establecida. Se conoce con el nombre de LEY DE DISTRIBUCION DE NERNST NERNST hiso notar que esta ley es válida solo cuando el soluto no sufre ninguna alteración tal como disociación o asociación. Un ejemplo de este comportamiento es la distribución del ácido benzoico entre agua y tolueno. Añadimos 10ml de agua destilada, 10ml de tolueno y 0,0579g de ácido benzoico al embudo de separación (PERA DE DECANTACIÓN), agitamos en forma de molienda por aproximadamente 15 minutos luego de esto dejamos en reposo aproximadamente 2 minutos hasta que se forma 2 capas cristalinas Separamos la fase acuosa que se encuentra en la parte inferior, con la ayuda de la pipeta añadimos en 2 vasos 1mL en cada una ,2gotas de fenolftaleína y 20 mL de agua destilada luego de la neutralización con 2 pruebas se obtuvo como volúmenes (VI, V2) Respecto a la parte orgánica que se encuentra en la parte superior separamos con la pipeta y añadimos en 2 vasos 2ml en cada una con 20 ml de agua destilada y 2 gotas de fenolftaleína luego de la neutralización también con dos pruebas se obtuvo como volúmenes (V1, V2) Para nuestra respectivo grafico es necesario obtener más datos acudimos a los demás grupos logrando obtener sus respectivos resultados del experimento con volúmenes:

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DATOS EXPERIMENTALES MATERIALES 1 Pera de decantación de 125 mL 1 bureta 50 mL 20°C 2 probetas de 25 +/- 0,25 mL 20°C 2 pipetas de 10 x 1/10 + 0,060mL 20°C 1 propipeta 5 vasos de precipitación de 150 mL 1 soporte universal 1 agitador magnético 1 Frasco lavador

REACTIVOS Agua destilada Tolueno 10 mL Acido benzoico 0,0579g Hidróxido de potasio a 0.1003M Indicador fenolftaleína

FACTORES CONSTANTES Reactivos usados: agua destilada, tolueno, fenolftaleína Temperatura: 17° C Presión: 520mmHg Concentración del KOH: 0.1003M DATOS 3

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GRUPO 1 Masa de Acido Benzoico(g) FASE ACUOSA FASE ORGANICA

GRUPO 2

0,0115 Exp N°1 Exp N°2 Exp N°1 Exp N°2

GRUPO 3

0,0239

0,2 -----0,4 ------

0,0367

0,1 -----0,5 ------

0,4 0,2 0,8 0,7

GRUPO 4

GRUPO 5

0,0439

0,0562

0,2 0,2 0,8 1.1

Cuadro n°1: Son los datos de experimento de cada grupo, para la fase acuosa y fase orgánica de ácido benzoico y las masas de ácido benzoico de cada grupo.

CALCULOS 1) Calcular en cada caso las concentraciones de soluto en las dos fases [HBz](ac) y Ct . FASE ACUOSA: [HBz](ac). VHBz(ac) = [KOH] .VKOH [HBz](ac) = [KOH] .VKOH / VHBz(ac) N° exp.

VKOH 1 2 3 4 5

[KOH]

0.095 0.1 0.1 0.15 0.14

[HBz](ac)

0.1003 0.1003 0.1003 0.1003 0.1003

0.00045374 0.00047762 0.00047762 0.00071643 0.00066867 Cuadro n°2: Resultados de la [HBz](ac).

FASE ORGANICA: [HBz]t .VHBZ (t) = CKOH .VKOH [HBz]t = CKOH .VKOH / VHBZ (t)

N° exp.

VKOH 1 2 3 4

[KOH]

0.375 0.4 0.55 0.65

[HBz](t)

0.1003 0.00170966 0.1003 0.00182364 0.1003 0.0025075 0.1003 0.00296341 4

0,1 0,2 1,0 1,2

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5

0.55

0.1003

0.0025075 Cuadro n°3: Resultados de la [HBz]t.

2) Graficar Ct/[HBz]ac versus [HBz]ac y determinar el coeficiente de reparto KD y la constante de asociación KA.

HALLANDO: Ct/[HBz]ac N° exp.

Ct

Ct/[HBz](ac) [HBz](ac)

1 0.01880625 2 0.02006 3 0.0275825 4 0.0325975 5 0.0275825

1.973684211 0.0095285 2 0.01003 2.75 0.01003 2.166666667 0.015045 1.964285714 0.014042 Cuadro n°4: Resultados de Ct/[HBz]ac.

GRAFICA: Ct/[HBz]ac VS. [HBz]ac

[HBz]ac vs Ct/[HBz]ac 2.5 2 1.5 1

0.5 0 0

0.005

0.01

0.015

Ct/[HBz]ac

0.02 Linear (Ct/[HBz]ac )

Ct/[HBz]ac

𝐂𝐭 = 𝐊 𝐃 + 𝟐𝐊 𝐀 𝐊 𝐃 𝟐 [𝐇𝐁𝐳 ]𝐚𝐜 [𝐇𝐁𝐳 ]𝐚𝐜

Se obtiene la ecuación de la recta: 5

0.025

0.03

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y=a+bx De dónde: 𝐶

𝑡 y=[𝐻𝐵𝑧]

𝑎𝑐

x=[𝐻𝐵𝑧]𝑎𝑐 KD=a b=2𝐾𝐴 𝐾 2 𝐷 [HBz]ac vs Ct/[HBz]ac 2.5 2 1.5 1

0.5 0 0

0.005

0.01

0.015

Ct/[HBz]ac

0.02

0.025

Linear (Ct/[HBz]ac )

De la gráfica se aproxima que: KD=0.9 b=tanα=m=2𝐾𝐴 𝐾 2 𝐷 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 2.2 tan 𝛼 = = = 88 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 0.025 2𝐾𝐴 𝐾 2 𝐷 = 88 2𝐾𝐴 (0.9)2 = 88 𝐾𝐴 = 16.77 3) Cálculo de la constante de equilibrio del proceso global. 𝟐[𝑯𝑩𝒛]𝒂𝒄= (𝑯𝑩𝒛)𝟐(𝒕) 𝐾=

[(𝐻𝐵𝑧)2(𝑡) ] ([𝐻𝐵𝑧]𝑎𝑐 )2

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0.03

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Dónde: 𝐶𝑡 = 𝐾𝐷 + 2𝐾𝐴 𝐾 2 𝐷 [𝐻𝐵𝑧 2 ]𝑎𝑐 0.029 = 0.9 + 2 ∗ 16.77 ∗ (0.9)2 [𝐻𝐵𝑧 2 ]𝑎𝑐 [𝐻𝐵𝑧 2 ]𝑎𝑐 = 0.00033 𝐾𝐴 × (0. 029)2 = (𝐻𝐵𝑧)2(𝑡) (𝐻𝐵𝑧)2(𝑡) = 0.013 0.00033 0.013 𝐾 = 0.0025

𝐾=

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CONCLUSIONES 

Se llegó a estudiar la distribución de un soluto entre dos solventes inmiscibles (ácido benzoico en agua y tolueno).



Se llegó a determinar el coeficiente de reparto y la constante de asociación.



El error en la gráfica se debe a la mala valoración de la fase acuosa y orgánica.

BIBLIOGRAFIA Castellan, G. W., Fisicoquímica, 2ª Edición, USA, Addison-Wesley Iberoamericana, 1987. Atkins, P. W., Iberoamericana,

Fisicoquímica,

3ª

Edición,

USA,

Addison-Wesley 1991.

Levine, I. N., Fisicoquímica, 4ª Edición, Vol I, México, McGraw-Hill, 1996. Guía de prácticas fisicoquímica.

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