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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA I

INTEGRANTES:   

Fecha: 2014-08-04

Abad Evelyn Guerrón Milton Sucuy John

Grupo: 6

PRÁCTICA No 10 1. TITULO: Equilibrio químico heterogéneo 2. OBJETIVOS: 

Calcular el número de agregación y la constante de distribución del acido benzoico en el sistema agua- xileno.

3. FUNDAMENTO TEORICO Equilibrio heterogéneo Es el equilibrio en el que intervienen dos o más fases. Distribución de solutos entre disolventes no miscibles Si a la mezcla de dos líquidos inmiscibles se añade un exceso de, un líquido o de un sólido, éste se distribuirá entre las dos fases, de forma que cada una de ellas quede saturada. Cuando la sustancia se adiciona a los dos disolventes inmiscibles, en cantidad suficiente para saturarlos, aquella se distribuirá entre las dos capas en una razón .determinada de concentraciones.

nA ⇌ An Si

[ An ] y [ A ]

son las concentraciones de equilibrio de la sustancia en, el

disolvente 1, y el disolvente 2, la ecuación de equilibrio será:

kd=

[ An ] n [ A]

Ec. 1

La constante de equilibrio k recibe el nombre de razón o coeficiente de distribución, o coeficiente de reparto. La ecuación [1], que se conoce como ley de distribución, es sólo estrictamente aplicable a disoluciones diluidas en las cuales pueden despreciarse los coeficientes de actividad.

El valor del número de agregación n se puede determinar mediante la ecuación:

ln [ A n ]=ln kd +n ln [ A ] Ec. 2 4. PARTE EXPERIMENTAL 4.1 MATERIALES       

3 Matraces erlenmeyer de 150 ml Embudo de separación Bureta 50 ml±0.1ml Pipeta aforada 2 ml Pipeta aforada 5 ml Soporte universal Pinza

4.2 REACTIVOS     

Acido benzoico Xileno Agua Hidróxido de sodio Fenolftaleína

4.3 PROCEDIMIENTO Colocar 20 ml de agua y 20 ml de xileno en un embudo de separación Agregar 0.3 g de ácido benzoico a esta mezcla Agitar en forma circular para evitar la emulsificación. Dejar reposar el embudo hasta que se separen las dos fases. Separar las fases y de la fase acuosa tomar 5 ml y colocar 2 gotas de indicador y valorar con hidróxido de sodio. f. De la fase orgánica tomar 2 ml y agregar 5 ml de agua colocar 2 gotas de indicador y valorar con Hidróxido de sodio, repetir estos dos pasos para las dos faces 2 veces más. g. Repetir todo el procedimiento anterior con las siguientes cantidades de ácido benzoico: 0,5; 0,8; 1.2 gramos. a. b. c. d. e.

5. DATOS EXPERIMENTALES:

M NaOH =0,1094 M VF . acuosa=5 ml V F. orgánica = 2ml

Determinació n 1

M Ac. Benzoico (g) 0.3

V NaOH (F. acuosa), ml 0.8

0.

0.6

V NaOH (F. orgánica), ml 2.7

2.

2.8

2

0.5

0.5

3

0.8

0.9

4

1.2

0.9

7 0. 5 0. 7 0. 9

0.6

3.7

0.8

6.1

0.8

8.5

6. CALCULOS  Para la fase acuosa: Volumen promedio

V 1(NaOH )=

0,8+0,7+ 0,6 =0.7 ml 3

V 2(NaOH )=0, 5 ml V 3 ( NaOH )=0 , 8 ml V 4 (NaOH ) =0, 9 ml 

V 1(NaOH )=

Para la fase orgánica:

2,7+2,8+2, 8 =2.8 ml 3

V 2(NaOH )=3, 6 ml V 3 ( NaOH )=6, 1 ml V 4 (NaOH ) =8, 6 ml



Concentración de [A]

MAcVAc= MBVB

M Ac=

MB V B V Ac

8 3. 6 6. 0 8. 5

3.6 6.1 8.7

M 1=

0,1094 x 0,7 =0 , 0153 M 5

M 2=0, 0109 M

M 3=0, 0175 M

M 4=0 ,0197 M



Concentración de [An]

MAcVAc= MBVB

M Ac=

M 1=

0,1094 x 2,8 =0,1532 M 2

M 2=0, 1970 M

M 3=0, 3334 M

MB V B V Ac

M 4=0, 4704 M

Cuadro de Resultados

Masa de Ac. benzoico (g) 0,3

Fase (ac.) V. NaOH (mL) 0,7

Fase (org.) V. NaOH (mL) 2,8

0,5

0,5

0,8 1,2

[A] acuosa

[An] orgánica

ln [A]

ln [An]

0, 0153

0, 1532

-4,1799

-1,8760

3,6

0, 0109

0, 1970

-4,5189

-1,6246

0,8

6,1

0, 0175

0, 3334

-4,0455

-1,0984

0,9

8,6

0, 0197

0, 4704

-3,9271

-0,7542

CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE DISTRIBUCIÓN:

ln [ A n ] =lnK +nln [ A ac ] y = 1,4108x + 4,5418

m=n=1,41≈ 1

k=

[ An] n

[A]

k=

0,1532 1 0,0153

Masa de ácido benzoico (g) 0,3 0,5 0,8 1,0 7. TRATAMIENTO ESTADÍSTICO

Constante de distribución 10,01 18,07 19,05 23,88

Media:

´ K 1+ K 2+ K 3+ K 4 K= 4 ´ ( 10,01+18,07+19,05+23,88 ) K= 4

´ K=17,75 Desviación Estándar:

S k =±

√

3

´ )2 ∑ ( K−K i=1

N −1 S K =5,75

K=17,75 ± 5,75



8. ANÁLISIS DE RESULTADOS La concentración del ácido benzoico en la fase orgánica es mayor lo que nos indica que este se distribuye mejor con el xileno.



El número de agregación del ácido benzoico en el sistema agua-xileno obtenido tiene un valor de 1, esto se debe a que la temperatura en la que estamos trabajando no es constante ya que varía al agitar la mezcla, por lo que este factor produce un error en nuestra práctica.



Los valores de k dist, se muestran dispersos debido a que las dos primeras determinaciones se realizaron con un xileno, diferente al de las dos otras determinaciones, debido a la falta de reactivos.



9. CONCLUSIONES Se determina experimentalmente el número de agregación de la disolución del ácido benzoico en un sistema agua-tolueno, obteniendo n= 1 y además el valor de la constante de distribución Kdistribucion= 17,75± 5,75



De acuerdo con lo realizado en la distribución del ácido benzoico en xileno y agua se estudia el equilibrio de esta reacción en dos fases, una orgánica y acuosa.



La reacción llevada a cabo representa un equilibrio químico heterogéneo, ya que se puede distinguir claramente las dos fases del sistema. 10. BIBLIOGRAFÍA

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CASTELLAN Gilbert, Fisicoquímica. Volumen. Segunda edición Página 216 RAYMOND CHANG,Fisicoquimica.TerceraEdicion.Editorial McGraw Hill pag 310