Lab Cristal Violeta

UTN-RAC Informe trabajo práctico de laboratorio de Fisicoquímica Ingeniería Química, año 2012

U.T.N. – F.R.N.Ingeniería Química

Cátedra: FISICOQUIMICA

Laboratorio 2: CINETICA DE DESCOMPOSICION DEL CRISTAL VIOLETA

Profesor: ALBERTO CAMACHO

Comisión 2: CORTES VANESA

RIQUELME WALTER

RIVERA SILVIA

RODRÍGUEZ PATRICIA

Docente: Ing. Alberto Camacho Página 1 de 12


Cinética de descomposición del cristal violeta

Nombre y apellido Legajo Nº Email

Patricia Rodríguez 28-01430 [email protected]

Rivera Silvia 28-01388 [email protected]

Riquelme Walter 28-01369 [email protected]

Resumen

Este trabajo práctico se realizó para observar la cinética de descomposición y entender los mecanismos de reacción. Entendiendo el mecanismo se puede incidir sobre la cinética de la reacción y manejarla, es una herramienta sumamente importante

Introducción

Los objetivos de este trabajo de laboratorio son:

Relacionar los conceptos teóricos con los datos experimentales.

Estudiar la velocidad de descomposición del cristal violeta en medio alcalino

Determinar el efecto que produce el agregado de sales a la velocidad de reacción

Utilizar conceptos de fotocolorimetría

Principios teóricos: El análisis fotométrico se basa en la medida de una cantidad de luz absorbida por una solución coloreada (espectrofotometría). Mediante este proceso se puede calcular la concentración de una sustancia.El proceso utiliza longitudes de onda en el infrarrojo y en el ultravioleta para el estudio de estructuras moleculares. Cuando la onda electromagnética pasa a través de una solución, parte de la energía puede ser absorbida por el medio.esto se debe a la interaccion de las partículas con los fotones, lo que provoca un aumento en las energias de vibración, rotación y desplazamiento de los electrones en el interior de la molecula.El rayo que atraviesa la solución es en parte absorbida, en pare reflejada y en parte transmitida. La parte reflejada : I0 = Ia + ILa transmitancia se puede definir como : T = I/ I0

El decrecimiento de la intensidad de la luz es proporcional a la luz incidente y al espesor de la solucion.

Lista de los productos químicos utilizados:

Hidróxido de sodio 0,1M Solución de Cristal Violeta Solución de Nitrato de potasio 1M


mailto:[email protected]


Agua destilada

Material y equipos utilizados:

Buretas de 25ml 4 vasos de precipitados de 250ml 4 matraces aforados de 100ml Pizeta 2 probetas graduadas de 50ml Cronometro Embudo de plástico

Espectrofotometro

Procedimiento:

Cinética de reacción:

1) Se prepara previamente una solución de cristal violeta y una solución de hidróxido de sodio al 0,1M.2) Diluir 2, 4, 6, y 10 ml del colorante a 100 ml en 4 matraces aforados y procedimos a leer

la absorbancia para poder graficar absorbancia en función de los ml de colorante. Si se tiene una recta indica el cumplimiento de la ley de lambert-Beer.3) Luego se toman 10 ml de la solución de cristal violeta, y se diluye a 50 ml con agua

destilada en una probeta graduada. En otra probeta se diluye tambien a 50 ml con agua destilada, 4 ml de la solución de NaOH. La reacción se produce con gran rapidez, por lo que el llenado de la cubeta debe hacerse de manera rápida.4) Luego colocamos en la cuba del espectrofotómetro la mezcla y tapamos. Se efectuaron

lecturas cada 3 minutos, en un total de 6 transmitancias que se transformaran en absorbancias.5) Se repite el experimento anterior, pero usando 8 ml de solución de NaOH.

Parte experimental del efecto salino:

6) Se repite el experimento anterior pero colocando en la probeta de 50 ml, 10 ml del colorante y 2 ml de la solución ya preparada de KNO3 1,0 molar aproximadamente y llevamos a 50 ml. En otra probeta colocamos 8 ml de la solución de NaOH y se llevan a 50 ml. Ambas soluciones son mezcladas rápidamente.

Datos experimentales y resultados

Tabla 1 – Datos para la construcción del grafico de la ley de Lambert-Beer

Muestra Concentración Absorbancia % de transmisión1 2% 1,31 4,90%2 4% 1,933 1,17%3 6% 2,67 0,08%4 10% 3,65 0,02%



Grafico I. Absorbancia Vs Concentración. Ley de Lambert-BeerY=29.35X+0.776. (R2=0.991; buen ajuste)

Tabla II- Datos de la muestra de colorante con

4 ml de NaOHTiempo(min) Absorbancia t = 0 t= 3 3,303t= 6 2,685t= 9 1,988t= 12 1,402t= 15 0,971

R2=0.993

R2=0.993,

Grafico II. Corresponde a tabla II y=-0.594X+4.448; R2=0.993



Tabla III- Datos de la muestra de colorante con

8 ml de NaOH

Tiempo(min) Absorbancia

t = 0 3,487

t= 3 2,723

t= 6 1,689

t= 9 0,981

t= 12 0,556

t= 15

Grafico III: Tiempo vs. absorbancias. Y=-0.760X+4.168; R2=0.981

Tabla IV. Datos de la muestra de colorante con 4 ml de Na(OH)

Tiempos(min) Abs Trans log[A]o/[A]t

0 3,53 0,0002951 0

3 3,303 0,000498 0,028866132

6 2,685 0,00206 0,118830415

9 1,988 0,01028 0,249358325

12 1,402 0,03962 0,401026692

15 0,971 0,1069 0,560555475



Grafico log [A]o/[A]t vs. Tiempo. Y=0.115X-0.178; R2=0.958

Tabla v .Datos de la muestra de colorante con 8 ml de Na(OH)

Tiempos(min) Abs Trans log[A]o/[A]t

0 3,487 0,00032 0

3 2,723 0,00189 0,107404306

6 1,689 0,02 0,314822298

9 0,981 0,104 0,55078294

12 0,556 0,277 0,797377156

15 0,32 0,478 1,037301969

Grafico log [A]o/[A]t vs. Tiempo Y=0.214X-0.281;R2=0.987



CALCULOS:Calculo deks:

Ks’=0.254Ks’’=0.471

Valores de las concentraciones corregidas con un volumen final de 100 ml:[OH-]’=0,004 [OH-]’’=0,008

Calculo de m: Ks’=k2[OH]’m

Ks’’=K2[OH]’’m

m=

m=0,89

Luego calculamos k2, , despejando de:

Ks’=k2[OH]’m K2=34,59

Ks’’=K2[OH]’’m K2=34.61

DATOS Y CALCULOS PARA EL EFECTO SALINO:

Tabla VI. Datos de muestra de colorante con 2 ml de K(NO3) 1M

Tiempo(min) Abs. Trans. log[A]o/[A]t0 3,647 0,00022 03 3,424 0,00037 0,0274020076 2,718 1,9142 0,1276863119 1,871 0,0134 0,289861976

12 1,229 0,059 0,47238388

15 0,802 0,1577 0,657761395



Grafico log [A]o/[A]t vs. Tiempo Y=0.136X-0.216; R2=0.952

Tabla VI. Datos de muestra de colorante con 6 ml de K(No3) 1M

Tiempo(min) Abs. trans. log[A]o/[A]t

0 3,505 0,000312 0

3 3,331 0,000466 0,02211339

6 2,704 0,00197 0,112681335

9 1,868 0,0135 0,27331115

12 1,211 0,0615 0,461543879

15 0,753 0,1766 0,667893046

Grafico: log [A]o/[A]t vs. Tiempo Y=0.137X-0.225;R2=0.939

Tabla VII. Datos de muestra de colorante con 8 ml de K(No3) 1M



Tiempo(min) Abs. trans. log[A]o/[A]t

0 3,618 0,00024 0

3 3,452 0,00035 0,020397775

6 2,892 0,0012 0,097270274

9 2,078 0,0083 0,240823019

12 1,409 0,0389 0,409557569

15 0,932 0,116 0,58905265

Grafico: log [A]o/[A]t vs. Tiempo Y=0.121X-0.199;R2=0.938

Cálculos para efecto salino:Realizamos el mismo procedimiento anterior para los cálculos de k’,k’’.k’’’

Ks’=0.299Ks’’=0.301Ks’’’=0.267

Ks=K2[OH]m

Usamos m=0.89 y las concentraciones corregidas de OH, y despejamos K2

K2’=21.985K2’’=22,132K2’’’=19,632

Cálculo de S y G(S):

S = 1/2 Ci . z2i



S1=0,004S2=0,008S3=(0.02+0.008)=0,028S4=(0.06+0.008)=0,068S5=(0.008+0.008)=0,088

G(s)=

G(S1)=0,059G(S2)=0,082G(S3)=0,143G(S4)=0,2068G(S5)=0,2287

Calculo de k0 para soluciones sin efecto salino:

Log K2= Log K0 +2A.Za.Zb.G(s)Usando A=0.50 para el agua y obtengo:Log K2= Log K0 +Za.Zb.G(s)

-Para solución con 4 ml de Na(OH):Datos: K2=34.59 Za=+1 Zb=-1 G(S1)=0,059

K0=39.6186

-Para solución con 8 ml de Na(OH):Datos: K2=34.59 Za=+1 Zb=-1 G(S2)=0,082

K0=41.8022

Ahora con el valor de KO calculo para las 3 soluciones Salinas usando ko: 41,8022y obtengo:

K2’=30,07K2’’=25,96 deberían ser iguales. Posibles causas: error en los decimales

K2’’’=24,68

Tabla VIII: datos y resultados obtenidos



Vol de Na(OH)(ml)

Vol de KNO3(ml)

S G(S)K2( teóric

a)K2(exp)

8 3 0,028 0,143 30,07 21.9858 6 0,068 0,206 25,96 22,1328 8 0,088 0,228 24,68 19,632

Tabla IX: Datos para el grafico de K2 teórica

Log K2(teórica) G(S)

1,478 0,1431,414 0,2061,392 0,228

Grafico: G(s) vs. Log K2 Y=-0.043X + 1.4893; R2=0.9264

-2A=-0.043A=0.0215

Tabla X: Datos para el grafico de K2 experimental

Log K2(EXP)

G(S)

1,342 0,143

1,345 0,206

1,292 0,228



Grafico: G(s) vs. Log K Y=-0.0265x+1.381; R2=0.7217

-2A=-0.0265A=0.01325

CALCULO DE ERROR:

E= (0.0215 - 0.01325)/ 0.0215=0.3837 x 100= 38.37 %ERROR=38.37 %

Discusión y Conclusiones :

En esta práctica se comprobó que el uso del espectrofotómetro con una longitud de onda de 590 nm es la adecuada.Los errores en los datos y cálculos que se pueden tener son debido a que en la disolución puede haber burbujas o impurezas, lo que dificulta el paso del haz de luz.

También se comprobó que la constante de velocidad disminuyo por el efecto salino debido a las interacciones iónicas, como era previsto.


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