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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Química y Biología Laboratorio de Físico-química ll

Reporte N°4 “ley de reparto y equilibrio quimico”

Nombres:-Belén cruz Felipe Vilches Profesor: Eduardo Pino Fecha de entrega: 12-10-2016

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Química y Biología Laboratorio de Físico-química ll

Resultados y datos experimentales. soluciones

Solución a Solución b Solución c Solución d

Volumen ocupado de Na2S2O3 Fase acuosa (ml)

Volumen ocupado de Na2S2O3 Fase Orgánica (ml)

[I2] (mol x L-1) Fase Acuosa

8 8,4 9,2 10,3

43,3 41,2 34 42,7

1,6 x10-3 1,7 x10-3 9,2 x10-3 1,03 x x10-2

[I2] (mol x L-1) Fase Orgánica

Constante de Reparto

I I [¿¿ 2] acu ( [¿¿ 2] org ¿ K r =¿

0,0866 0,0858 0,0680 0,0824

Tabla 1.- determinacion de la cte de reparto (Kr)

Composición de las soluciones en estudio Solución A: 35 mL de solución saturada de yodo en ciclohexano más 100 mL de agua destilada. Solución B: 35 mL de solución saturada de yodo en ciclohexano más 200 mL de agua destilada. Solución c: 75 mL de KI 0,01 M + 35 mL de solución saturada de yodo en ciclohexano Solución d: 35 mL de KI 0,01 M + 35 mL de solución saturada de yodo en ciclohexano NOTA: de las soluciones A y B se sacan alícuotas de 50 mL de fase acuosa y 5 mL de la fase orgánica

54,25 50,47 7,39 8

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Tabla 2.- determinacion de la cte de Equilibrio (Kc)

soluciones

Volumen ocupado de Na2S2O3 Fase acuosa (ml)

Volumen ocupado de Na2S2O3 Fase Orgánica (ml)

[I2] (mol x L-1) Fase Acuosa

[I2] (mol x L-1) Fase Orgánica

Constante de equilibrio

(

Solución c Solución d

9,2 10,3

34 42,7

9,2 x10-3 1,03 x x10-2

−¿ ¿ I 3 ( ac ) ¿ −¿ ( ac ) I¿ ¿ [ I 2 ( ac ) ] ¿ ¿ K =¿

0,0680 0,0824

Composición de las soluciones en estudio Solución c: 75 mL de KI 0,01 M + 35 mL de solución saturada de yodo en ciclohexano Solución d: 35 mL de KI 0,01 M + 35 mL de solución saturada de yodo en ciclohexano NOTA: de las soluciones C y D se sacan alícuotas de 10 mL de fase acuosa y 5 mL de la fase orgánica

3 x103 4,8x103

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Discusión En el presente reporte se aborda lo que conocemos como coeficiente de reparto o bien constante de reparto el cual consiste en el cálculo de una especie en equilibrio que se encuentra presente en un sistema de dos fase una fase orgánica y una fase acuosa, esto se puede llevar a cabo gracias a que los potenciales químicos de esta solución son iguales en ambas fases. En los resultados obtenidos en la tabla 1 podemos ver una gran diferencia entre la fase orgánica y la fase acuosa en cuanto al volumen utilizado de agente titulante (tiosulfato), esto se debe a que en la fase orgánica tenemos presente solo yodo molecular, mientras que en la fase acuosa se presentan especies como yodo molecular, yoduro y triyoduro formándose el siguiente equilibrio:

I-(ac)

+

I3-(ac)

I2(ac)

Este equilibrio no se puede ver a simple vista, es por esto que se agrega el almidón para percibir el cambio de color, dando cuenta de este equilibrio que a su vez al titular tendremos presente otros dos equilibrios. 2S2O3-2

+

I2

S4O6-2

+ 2I-

(1)

2S2O3-2

+

I3-

S4O6-2

+ 3I-

(2)

De esta manera en la fase orgánica estaremos en el equilibrio número uno, puesto que la cantidad de tiosulfato utilizado nos indica que hay una gran presencia de yodo en la solución, mientras que en la fase acuosa al presentarse el equilibrio descrito anteriormente se necesita de este modo menos cantidad de tiosulfato, esto debido a que en una solución tenemos un equilibrio mientras que en el otro solo disponemos del yodo por tanto se le deben dar las condiciones para que se forme el yoduro.

Conclusión

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El proceso de valoración por yodometría se llevó a cabo de manera exitosa debido a que el analito fue realizado con un exceso de yoduro, pudiendo así formarse el equilibrio I2 I3-. El anión triyoduro es mucho más soluble en agua, por lo que al agregar tiosulfato, la reacción (2) fue desplazada a la derecha, esto se comprobó al ver como la solución pasó a incolora producto del indicador, al obtener una concentración baja de yodo en solución no hubo problema con que el almidón lo absorbiera formando un complejo. Pese a que no es fácil trabajar con yodo de forma experimental debido a que es un componente volátil, insoluble en agua y en concentraciones altas reacciona con el almidón, los resultados concuerdan con lo observado en la experiencia, ya que la constante calculada para las soluciones es bastante alta, lo cual confirma que el equilibrio se desplazó a la derecha y que el proceso observado correspondió a la ecuación (2) y no a otra.

Bibliografía  Fisicoquímica; Levine Iran N; editorial Mc. Graw hill; 2 edición  Fisicoquímica; Tomo I; Eduardo Lissi, Elsa Abuin, Maritza Paez, M. Soledad Ureta; ed. Universidad de Stgo; Capitulo 15- sección 15.3  Química física práctica de Findlay- Capitulo 7 pag 145 - 147  http://ingalimentariounsch.blogspot.cl/2008/03/coeficiente-de-reparto.html

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Anexo

Cálculos constantes de equilibrio Paso1 K=

[ I 2 (hex)] =54,25 [ I 2 (ac )]

[ I 2 ( ac ) ]=

[ I 2 (hex)] = 0,0680 =1,25 x 10−3 M K

1

54,25

Paso 2 −¿ ¿ I 3 ( ac ) ¿ −¿ I 3 ( ac )¿ [ I 2 ( ac ) ] +¿ −¿ ¿ I 3 ( ac ) ¿ ¿ Paso 3 −¿ ( ac ) I¿ ¿ −¿ I 3 ( ac )¿ ¿ −¿ ( ac ) I¿ ¿

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−¿ ( ac ) ¿ I ¿ ¿

Constante de equilibrio de la reacción Yodo - Triyoduro:

I-(ac)

+

I2(ac)

I3-(ac)

−¿ ¿ I 3 ( ac ) ¿ −¿ ( ac ) I¿ ¿ [ I 2 ( ac ) ] ¿ ¿ K =¿

K=

[ 7,9 x 10−3 ] 3 =3,08 x 10 M −3 −3 [ 1,25 x 10 ] [ 2,05 x 10 ]

Se procede a realizar el mismo cálculo para la solución D

Cálculos constantes de reparto

Primeramente se procede al calculo de las concentraciones de yodo en la fase orgánica y en la fase acuosa

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Química y Biología Laboratorio de Físico-química ll Titulación fase acuosa:

V I X M I =V S O X M S O 2

I2

2

2

3

−2

2

3

−2

8 mL x 0 . 0 1 M −3 =1, 6 x 10 =¿ [I2(ac) ]+[ I3(ac)- ] 5 0 mL

=

Titulación fase orgánica:

V I X M I =V S O X M S O 2

2

2

3

2

−2

I2

3

−2

=

43,3 mL x 0 . 0 1 M =0,0866=¿ [I2(hex) ] 5 mL

Ahora para calcular la constante de reparto precedemos a calcularla con la siguiente expresión

K=

[ I 2 (hex)] = [ 0,0866(hex)] 54,25 [ I 2 (ac )] [ 1,6 x 10−3 (ac )]