Determinacion de La Relacion Entre La Concentracion de Hipoclorito Proyecto

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Metodologfa de la Investtqacton

Colegio Marymount, 12°CD

4 de Junio del 2002

Determinacion de la Relacion Entre la Concentraclon de

Hipoclorito y el Cambio en la Temperatura al Hacer

Rea.ccionar Acetona Con Blanqueadores Comerciales

Resumen. EI i6n hipoclorito reacciona con la acetona de manera

exotermica, es decir, liberando calor. EI objetivo de este trabajo es

encontrar la relaci6n existente entre los camblos de temperatura y la

concentraci6n de hipoclorito en las muestras: tarnbien se intento

determinar la concentraclon de hipoclorito en blanqueadores

comerciales a partir de los camblos de temperatura existentes al

hacerlos reaccionar can acetona. Determinamos que la relaclon

existente era la siguiente: a mayor concentracion del ion hipoclorito,

mayor aumento en la temperatura. La concentracion se puede

extrapolar a partir de los resultados obtenldos en los experimentos

aqui presentados.

Autores: Rafael Jimenez, Nuria Alcobe, Erika Ascencio, Ariane Perez

Gavilan.

Introducci6n

EI ion hipoclorito (CLO ) es la base conjugada del acido hipocloroso

(HCLO). Por 10 tanto, se denomina hipoclorito a cualquier sal 0 ester formado

con este ion. Los hipocloritos en general son sondes 0 Ilquidos muy toxicos,

oxidantes y que facilmente se descomponen en gases venenosos. Todos los

hipocloritos se obtienen par cloraclon directa de los hldroxidos

c or re sp o nd ie n te s, ( 1)

EI io n hipoclorito se reduce al io n cloruro al participar en reacciones

redox (2):

CLO (a c ) + H20 + 2e ---II>to C I (ac) + 2 OH (ac) E O = = + O.89V



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Colegio Marymount, 12°eD

4 de Junia del 2002

Este caracter oxidante Ie permite actuar como blanqueador y

bactericida. Es por eso que los hipocloritos son importantes agentes

desinfectantes. EI sodico, por ejemplo, es la base de la lejia comercial. Pueden

actuar como fungicidas. Son asimismo agentes blanqueadores de papel y

tejidos. Se utilizan en la fabricacion de detergentes, decolorantes, productos

orqanicos, cloratos, desodorantes y purificadores de agua, (por ejemplo en

pisctnas). EI hipoclorito se debe manipular con precaucion porque es muy

irritante al contacto y texico si es inhalado 0 ingerido. (1)

AI agregarle acetona a una dlsolucion de hipoclorito y agitar, se produce

la siguiente reacclon (3):

3 OCI + CHlCOCHl CH3COO+ 2 OH + CHCIl

Esta reacclcn es exotermlca, es decir, libera calor al lIevarse a cabo.

Antecedentes

EI afio pasado, dos de los autores de este trabajo CA.Perez Gavilim y E.

Ascencio) lIevaron a cabo un proyecto de investlqadon (4) para determinar la

relaci6n costo-beneficio entre blanqueadores comerciales y caseros. Durante

ese proyecto, las concentraciones del hipoclorito se determinaron mediante

titulaciones, pero tarnbien se llevo a cabo una determinacion cualitativa de la

presencia de hipoclorito mediante la liberaci6n de calor durante su reaccion can

la acetona. Este proyecto fue presentado en el Concurso Preparatoriano de

Ciencias organizado par la Facultad de Ciencias de la UAEM. Durante la

presentaclon, una de los jueces prequnto si habia manera de determinar la

concentraci6n por medio de la cantidad de calor llberada durante esta reaccion,

EI objetlvo de este proyecto es responder esa pregunta, edemas de establecer

la relaclon entre la concentracion de hipoc1orito y el cambia en la temperatura.

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M e to d olo g ia d e Ia lnvestiqacion

C o le g;o M a ry m ou nt, 1 2 °C D

4 de Junio de] 2002

M.ateriales

Los rnaterlales que utilizarnos fueron los siguientes:

3 blanqueadores (C/orOJ<;La Golondrina, marca Propie de la Comercial

Mexicana) .

Calorfmetro

Instrumental delaboratorio (vamos a utilizer ellaboratorio del colegio)

Acido Clorhfdrico

Yoduro de Potasio

Tiosulfato de Sodio

Acetona

Metodologia

Para cada muestra que teniamos, realizamos tres series de tres

experimentos cada uno..Comenzamos Uevando a cabo titulaciones de acuerdo

al metoda detallado en "Standard Methods of Chemical Analysis" (5) (ver

anexo 1). Una vez que tenfamoslos vohirnenes de tiosulfato utilizados en las

distintas titulaciones, llevamos a cambia 10 5 siguientes calculos:

Cloro Dlsponible (g/I) = A'" N '" (0..0.3575) '" (100)

ml alicuota. * ml blanqueador

250.

% Cloro = Claro disponible (regia de tres para obtener porcentajes)

10 .

N= Normalidad de la solucion estandar de tiosulfato de sodio

A= Mililitros de tiosulfato de sodio consumido

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Colegia .Marymaunt, nOCD

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Gracias a estes calculos pudimos obtener la concentracion del

hipoclorito contenido enla muestra. Una vez que conodamos la concentraclon,

pudimos obtener su masa en cierto volurnen, dato que usabamos en la

estequiometda de la reaccion para calcular con exactitud la cantidad de

acetona que representarfa un exceso para esa muestra.

A continuacionconstruimos nuestro calorirnetro. Estalo hlcimos

eolocando una capa de unice! entre dos vases de precipitado .. La funcion del

unice . era servlr como atsrante. Tarnbien le proporcionamos al calorimetro una

doble tapa; la inferior era de plastlco y la superior de untcet. Estas tapas tenlan

un aqujero por el que el terrnornetro penetraba. al interior del calorimetro. EI

calorimetro es la parte rnas Irnportante de nuestro experimento, ya que

asegura que las mediciones obtenldas sean 1 0 mas correctas posibles, ya que

impide la perdida del calor par contacto can el medio ambiente. Par 1 0 tanto, el

calorfmetro nos permite aseguramos de rnedir la energia liberada por la

reaccion completamente.

EI calonmetro fue calibrado de la siguiente manera. 5e puso a hervir

agua y se coloco en elcalorfmetro ..5e torno la temperatura lnlcial y se dejaron

transcurrir diez minutos. Finalmentel se torno la temperatura final. En total, se

perdieron 2 °C durante los diez minutes, par 1 0 que el margen de error

resultante fue de 0.2 °C par minuto. Esto quiere decir que las mediciones

obtenidas son correctas dentro de un margen de 0.2 °C en ambos extremos,

superior e inferior ..Este margen se refiere a errores del instrumento, es decir,

errores que nosotros no pudimos controlar.

A contmuacion, lIevamos a cabo el experimento can la aeetona. Se

tomaban 10 ml de la muestra de cloro y se colocaban en el calorfrnetro. A

contlnuacion se Ie agregaba acetone en exceso, Este exceso signifieo 25

gramos para el Clorox y 20 para la Gofondrina y la Ma r ca P ropia . Tarnblen se

colocaba un agitador maqnetlco, Hecho esto, se tapaba el calorfrnetro, se

media la temperatur.a inicial, y se colocaba sobre una parrilla electrica. Ag.itar la

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mezcla tenia dos propositos: el primero era acelerar la velocidad de reacclon y

el segundo era mantener la temperatura uniforme en toda la muestra.

Se tomaba el tiempo hasta que la temperatura dejaba de aumentar.

Tarnbren se registraba la temperatura mas alta alcanzada.

Resultados y Discusi6n

E I promedio de las medieiones obtenidas se muestra en la siguiente

tabla.

Muestra Clorox Golondrina Comercial

M.

% de claro 3.82 3.13 3.43

Tiempo 38 45 34

(5)

*T (0C) 25 9 19

Tabla 1. Relaci6n entre el porcentaje decloro presente en la muestra,

el aumento de temperatura, y el tiempo en que ocurri6 la reacci6n.

Como se puede observar en la tabla, mientras mayor es la concentracion

de hipoclorito, mayor es el aumento en la temperatura. Esto se asemeja mucho

a nuestras expectativas. La posible expllcacion es que el aumento en el cambio

es debido a que cuando la concentraci6n de hipoclorito creee, libera mas

energfa al reaccionar con la acetona, ya que la cantidad que reacciono es

mayor. Se puede asegurar que la cantidad de hipoclorito que reacctono es

mayor qracias a que 10tratamos con un exceso de acetona. Por 1 0 tanto, al

asegurarnos que todo el hipoclorito va a reaccionar y saber que su

concentraclon es mayor en una muestra que en otra, tarnblen podemos

asegurar que mas hipoclorito va a reaeeionar en la de mayor concentracion y

menos en la de menor.

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Consideramos que el aumento en la temperatura es directarnente

proporcional a la concentraclon, esto es:

*T =K*

Cone.

siendo K desconocida, ya que no consideramos tener suficientes datos como

para calcularla. Una prfrnera aproxtmacton es que su valor sea de 5.16. Esta

aproxlrnaclon se obtuvo calculando la constante en cada uno de los casas y

Concentraci6n (%)

Figura 1. Relaci6n entre el aumento de temperatura V la

concentraci6n de hipoclorito.

sacando el promedio de las tres constantes.

Tambien consideramos que esta relacion es lineal, como se puede

apreciar en la figura 2.

Conclusiones

Sf existe una reladon entre la concentracion de hipoclorito en los

blanqueadores comerciales y el aumento de temperatura que estes sufren al

ser tratados can acetona. EI aumento en la temperatura es directamente

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proporcional a la concentraclon de hipoclorito. Esta relaclon probablemente es

lineal. Esto permite calcular concentraciones desconocidas al extrapolar los

aumentos de temperatura obtenidos en la qrafica presentada anteriormente.

Reconocimientos

Agradecemos al Q.I. Eduardo Garda por asesorarnos con el trabajo y a la Mtra.

Patricia Hernandez por su coasesorfa

Referencias

1.http://www.clorointernacional.com.mx/Prod uctos/Hojas Tecnicas/h ipoclorito

de sodio.htm Pagina de la Empresa Cloro Internacional S.A. de c.v.Consultada: 5 de marzo del 2002

2. Geoff Rayner-Canham. Qufmica Inorgimica Descriptiva. Ed. Prentice Hall. 2a

ed. Mexico, 2000. Pag 396-398

3. McCullough Thomas, Tyminski Hermini.a. Journal of Chemical Education.

198966,973

3. Determinacion del Contenido de Hipoclorito de Sodio en Blangueadores de

Tipo Comercial y a Granel. Proye.cto de lnvestlqacion realizado por Erika

Ascencio, Ariane Perez Gavilim y Gerardo Abreu Pederzini. Asesor: Q.I.

Eduardo Garda Ramirez. Mayo del 2001

1. H. Furman. Standard Methods of Chemical Analysis. Longman. 6a ed. E.U.A.,

1962. Vol. 1, pag.341

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http://1.http//www.clorointernacional.com.mx/Prod

http://1.http//www.clorointernacional.com.mx/Prod



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Anexo 1

Metodo de tituladon descrito en "Standard Methods of Chemical Analysis"

1. Preparar una solucion de tiosulfato de sodio disolviendo 25 9 del compuesto

pentahldratado (Na2S203.5H20)en a.guay aforando en un matraz de un litre ..

Preparar una soludon de hlpcdorlto de la siguiente manera. Tomar una

muestra de 75 ml del blanqueador comercial y colocarla en un matraz

aforado de 250 ml Afiadir agua destilada hasta el afore. Tomar una muestra

de 10 ml de la soludon preparada y agregarle 2 9 de yoduro de potasio (1<1)

y 2 mI de acido clorhidrico (HCI). Titular la muestra as! preparada con el

tiasulfata de sodlo hasta que la coloracion de [a soludon sea amarillo paja.

2, Agregar 5 ml de una soludon de alrnidon al 3 %

3, Continuar titulando hasta que desaparezca el complejo rnorado,

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Anexo 2. Fotos

Figura 1. Calorfmetro utilizado durante los experimentos, compuesto por dos vasesde reci aislados entre sf de unicef.

Figura 2. Blanqueadores utilizados durante el experimento

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