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PRACTICA N 1

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GUA DE PRCTICAS

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA

FISICOQUMICA IIAUTOR Magster Q.F. Hugo Gilberto Villanueva Vlchez Q.F. Freddy Guevara OrtegaINTRODUCCINLa presente gua es un intento de aportar al estudiante de Farmacia y Bioqumica de la Universidad Norbert Wiener una serie de experimentos didcticos y aleccionadores que pueda reproducir y analizar con ayuda del profesor. Para ello cada prctica ha sido cuidadosamente diseada para orientar al alumno en su futura tarea profesional dotndolo de los raciocinios tericos y prcticos con algunas situaciones problemticas al final de cada captulo.

La eleccin de los temas se ha realizado en concordancia con la necesidad profesional, sin descuidar las bases cientficas que tiene esta ciencia que coordina el rasgo fsico con la tarea del dominio qumico y sus diferentes enfoques. La demostracin de cada principio tiene la posibilidad de dejar abierta la discusin del resultado y establecer una dinmica que proyecte la interaccin grupal.

Sin embargo cualquier sugerencia a la presente gua ser bienvenida en el afn del mejoramiento continuo y la posibilidad de enriquecer la didctica del sistema de enseanza.I. PRACTICA N 1 DETERMINACION EXPERIMENTAL DEL pH

1.1 MARCO TERICODEFINICION DE pH:

Es el logaritmo de la recproca de la concentracin de iones hidronio ((H3O+( el logaritmo negativo de la concentracin de los iones hidronio.

pH = log 1 / ( H3O+ (pH = - log (H3 O+(La concentracin de iones hidronio est expresado en unidades de molaridad o mol/lt.

1.- EXPRESIONES MATEMATICA DE pH.-

a. Producto Inico del Agua (Kw).-

Kw = (H3O+( x (-OH(Kw = 10 14

PKw = 14

b. Ecuacin de pH para un Acido Fuerte:

HCl + H2O (H3O++ CI-

c.- Ecuacin de pH para una Base Fuerte:

NaOH +H2O (

-OH+Na+pOH=-log (-OH(pH=pKw -pOH

d.- Ecuacin de pH para un Acido Dbil:

AcH +H2O (

H3O++Ac- pH=1/2 pKa-1/2 log C

e.- Ecuacin de pH para una Base Dbil:

NH3+ H2O ( NH4+ + -OH

pH=pKw -1/2pKb+1/2 log C

2.- EQUILIBRIO HIDROLITICO.

a. Ecuacin de pH de una sal de Acido Dbil y Base Dbil.

AcNH4 +H2O ( Ac- + NH4+ + -OH + H3O+ pH= 1/2 pKw + 1/2pKa - 1/2pKb

1.2 COMPETENCIASEsta prctica tiene como objetivo determinar en forma experimental el pH de una sustancia, aplicado diversos mtodos.

1.3 MATERIALES Y EQUIPOSPAPELES INDICADORES ESCALA DE CLARK Y LUBS Y POTENCIOMETRO

a.- Mtodo calorimtrico.-

INDICADORESCOLORCOLORINTERVALO

DE pHPKIn

H+OH-

Azul de TimolRojoAmarillo1,2 a 2,81,5

Azul de BrofenolAmarilloAzul3,0 a 4,6----------

Rojo de metiloRojoAmarillo4,2 a 6,25,1

Azul de BromotimolAmarilloAzul6,0 a 7,07,0

Azul de TimolAmarilloAzul8,0 a 9,68,9

a.- Mtodo potenciomtrico.-El potencimetro a travs de sus elementos electroqumicos transforma la energa qumica en elctrica produciendo una fuerza electromagntica aproximadamente de

1 voltio, accin que se efecta por el intercambio inico de las sustancias qumicas participantes el trabajo con el potencimetro.

1.4 PROCEDIMIENTO

1.- Mtodo Colorimtrico:

Se efecta la seleccin del indicador adecuado, determinado el pH aproximado utilizando papel indicador de los colores siguientes:

COLORRANGO DE pH

Azul0,5 - 5,0

Amarillo5,5 - 9,0

Rojo9, 5 13,0

Luego, el papel indicador de referencia se le agrega II gotas de la muestra problema, el color obtenido se compara con la escala coloreado que indica el pH de la sustancia. De esta manera se podr encontrar el pH aproximado correspondiente a la sustancia.

2.- Mtodo Potenciomtrico:

Primeramente, se debe calibrar el instrumento con una solucin reguladora. Luego se procede a lavar el electrodo, el cual es sumergido a continuacin, en la muestra problema y se lee pH correspondiente.

1.5 RESULTADOS

Papel Ind.Potencimetro-pH teorico

HCl 0,1M

NaOH 0,1M

A. actico 0.1M

Sodio acetato 0,1M

NH3 0,1M

NH4Cl 0,1M

1.6 CUESTIONARIO

1. A que se denomina Hidrlisis de una sal?

2. Por qu el acetato de sodio en solucin tiene pH alcalino?

3. Por qu el NH4Cl tiene pH Acido?

4. Haga una lista del pH de los principales fluidos biolgicos.

5. Realizar un informe detallado de sus observaciones

1.7 FUENTES DE INFORMACINCASTELLAN. Fsicoquimica. Ed. Felasa (1993)

DANIEL y ALBERTY. Fisicoqumico. Ed. Cecsa (1990).

ATKINS. Fisicoqumico. Ed. Addison Wesley (1996)

LEVINE. Fisicoqumico. Ed. Mc. Graw Hill de Mxico (1998).

MARON y LANDO. Fisicoquimica. Ed. Limusa (1990).

II. PRACTICA N 2 DETERMINACION DEL pH DE PRESENTACIONES FARMACUTICAS2.1 MARCO TERICOLas Presentaciones Farmacuticas lquidas adquieren determinados valor de pH de acuerdo alas sustancias que contienen. Por Ejemplo el cloruro de Amonio en un Jarabe genera pH cido; El Acetato de sodio genera un pH ligeramente alcalino; El Bicarbonato de sodio genera un predominio de los Iones Hidroxilo.

Muchas sustancias de uso diettico, como el Yogurt, deben su pH a la presencia de cido lctico y la fermentacin es un Indicador de que un alimento puede estar descomponindose con una predominante acidez.

Los colirios por ejemplo deben de tener un pH de 7,2 cercano al lquido lacrimal.

Por todas estas razones y por la importancia de este parmetro Fisicoqumico que es el pH amerita todo una prctica para explicar los valores del pH en funcin del tipo de Frmaco o el alimento.

2.2 COMPETENCIASEsta prctica tiene como objetivo hallar el pH de los siguientes productos:

Cremas drmicas, Colirios oftlmicos, Jarabes, Soluciones Inyectables, Champes, Yogurt, vinos, cerveza y gaseosas, aplicado los mtodos utilizados en la prctica anterior.

2.3 MATERIALES Y EQUIPOS PAPELES INDICADORES ESCALA DE CLARK Y LUBS

SOLUCIONES INDICADORAS Y

POTENCIOMETRO

PIPETAS

BEAKERS

MATRACES ERLEMEYERS

2.4 PROCEDIMIENTO

Se toma una cantidad considerable de la muestra a ser analizada en un Beaker y se procede de acuerdo la metodologa utilizada en la prctica anterior.

2.5 RESULTADOS

Realizar un cuadro con los resultados obtenidos:

MuestrapH(Iones OH-((Iones H3O+(Sustancia Responsable del pH

2.6 CUESTIONARIO

1. La Fermentacin lctica que importancia tiene a nivel de Biotecnologa?

2. La fermentacin alcohlica que sustratos tiene para generar acido carbnico. Realizar la Reaccin completa y la energa liberada?

3. Explique qumicamente la acidez del cloruro de amonio y la alcalinidad del Bicarbonato de sodio?

2.7 FUENTES DE INFORMACINCASTELLAN. Fsicoquimica. Ed. Felasa (1993)




MARON y LANDO. Fisicoquimica. Ed. Limusa (1990).

III. PRACTICA N 3 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

MARCO TERICOEn lo que podamos denominar qumica del acuario buffer es una o varias sustancias qumicas que afectan la concentracin de los iones de hidrgeno (o hidrogeniones) en el agua. Siendo que el pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrgeno), un buffer (o amortiguador) lo que hace es regular el pH.

Cuando un buffer es adicionado al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante. De esta manera, cidos o bases (lacalis = bases) adicionales no podrn tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se estabilizar de inmediato.

En general, los buffer consisten en sales hidrolticamente activas que se disuelven en el agua. Los iones de estas sales se combinan con cidos y lcalis. Estas sales hidrolticamente activas son los productos que resultan de la reaccin entre los cidos dbiles y los lcalis fuertes como el carbonato de calcio (a partir del cido carbnico e hidrxido de calcio) o entre cidos fuertes y lcalis dbiles como el cloruro de amonio ( a partir del cido clorhdrico e Hidrxido de Amonio).

COMPETENCIASDeterminar en forma experimental el pH de cada solucin Tampn preparada, utilizando diversos mtodos.

Comprender el significado y aplicacin de las sustancias buffer.MATERIALES Y EQUIPOS Tubos de ensayo

Potencimetro

Pipetas

Fosfato monosdico 1/15 M

Fosfato Disdico 1/15 M

HCl 0,1 M

NaOH 0,1 M

H3BO3 0,1 M

Tampn Borato

Fenobarbital sdico al 1,5 %PROCEDIMIENTO :

A.- Demostracin de la accin reguladora de una solucin Tampn.B. Comparacin de la Capacidad de una solucin tampn con otra no tamponada.

C. Importancia del Tamponamiento para mantener la solubilidad de una Droga :

3.5 RESULTADOS

A.- Demostracin de la Accin reguladora de una solucin Tampn

SOLUCINTUBO 1 (ml)TUBO 2 (ml)

NaH2PO4 1/15 M3,903,90

Na2HPO4 1/15 M6,106,10

Determinar el pH

HCl 0, 1 MIV gotas

Na OH 0,1 MIV gotas

Determinar el pH

B. Comparacin de la Capacidad de una solucin Tampn con otra No tamponada


H3BO3 %10,0--

NaH2PO4 1/15 M3,903,90

Na2HPO4 1/15 M6,106,10

Determinar el pH

NaOH 0, 1 MIV gotasIV gotas

Determinar el pH

Determinar la Diferencia del pH

C. Importancia del Tamponamiento para mantener la solubilidad de una Droga :

Se emplean cuatro tubos de prueba :


Fenobarbital sdico 1,5 % en alcohol5,05,0

Determinar el pH10,0--

TUBO 3 (ml)TUBO 4 (ml)

HCl 0,1 M1,51,5

Tampn Borato--c.s.p. 5,0

Agua destilada c.sp. 5,0--

Determinar el pH

Mezclar el contenido de los tubos (1+3) y (2+4), determinar:

Precipitado

Determinar el pH (1+3)

Determinar el pH (2+4)

3.6 CUESTIONARIO

1. Demostrar de acuerdo alos grupos funcionales por que el Fenobarbital tiene dos constantes de acidez?

2. Una solucin amortiguadora formada por 2 moles de cido actico y 3 moles de acetato de sodio en un volumen determinado de agua. qu pH tendr antes y despus de aadir una mol de HCl?

3. Qu pareja escogera para preparar untampn de 5,2? Cuntos gramos del cido y cuantos gramos de su base conjugada, sern necesarios si la concentracin total del tampn es 0.2 moles/litro?

FUENTES DE INFORMACINCASTELLAN. Fsicoquimica. Ed. Felasa (1993)



IV PRACTICA N 4 INFLUENCIA DEL pH EN LA SOLUBILIDAD DE LAS DROGAS

4.1 MARCO TERICOLos Principios Activos usados en la elaboracin de medicamentos, pueden precipitar o solubilizarse de acuerdo a las variaciones del pH, dependiendo para ello de su estructura qumica y el pH de solubilidad.4.2 COMPETENCIAS.

Verificar la solubilidad de las drogas a diversos valores de pH.4.3 MATERIALES Y EQUIPOS Tubos de ensayo

Potencimetro

Pipetas

Fenobarbital Sdico

HCl 0,03, 0,02, 0,01 molar respectivamente

Mtodo. Observacin de precipitado y potenciometra.

4.4 PROCEDIMIENTOS : De acuerdo al cuadro de resultados.4.5 RESULTADOS

ReactivosVol. (ml)Vol. (ml)Vol. (ml)

FeNa 1,5 %0,50,50,5

HCI 0,01M0,5-------------

HCI 0,03 M-------0,5-------

HCI 0,1 M----------------0,5

Turbidez--------+ ++ + +

PH (Papel Univ.)

pH (Colorim).

4.6 CUESTIONARIO

1. Qu es una solucin Buffer o tampn?

2. Por qu el fenobarbital tiene caractersticas cidas?

3. Cmo se le puede proteger al fenobarbital de la precipitacin

4.7 FUENTES DE INFORMACIN.CASTELLAN. Fsicoquimica. Ed. Felasa (1993)



V+VI PRACTICA N 5 y 6 CURVA DE NEUTRALIZACION O CURVA DE TITULACION ACIDO - BASE

(5.6). 1 MARCO TERICODefinicin.- La curva de titulacin es el trazo obtenido en papel milimetrado producto de los valores de pH que varan progresivamente con un volumen determinado de titulante, durante la valoracin de un cido con una base. O una base con un cido

(5.6).2COMPETENCIAS:

Obtener el punto de neutralizacin por potenciometria, y mediante grfica.

(5.6).3MATERIALES Y EQUIPOS : Potencimetro, cidos y bases valoradas de acuerdo a 2 sistemas.A. Sistema: ACIDO DEBIL (FeH) vs BASE FUERTE (NaOH)

B. Sistema: ACIDO FUERTE (HC1) vs BASE DEBIL (NH 4 OH)

FeH+ NaOH ( Na+ Fe- + H2O

METODO POTENCIOMETRICO

Leer el pH del cido dbil (FeH o Actico) o de la base dbil (NH3) segn sea el caso en el potencimetro despus de haber reaccionado con la base fuerte (NaOH) en el primer caso o con el cido fuerte (HCl) en el segundo.(5.6).4 PROCEDIMIENTOS

Clculo previos a realizar:

1. Estructurar la curva experimental para hallar el punto de equivalencia.

Tomando como ejemplo el punto de equivalencia hallada en la curva experimental al final de la valorizacin de un cido fuerte (HC1) y una base dbil (NH4OH) utilizando un volumen total de 20 cc de la base dbil y el volumen de HCI requerido para obtener el punto de equivalencia fue de 21,56 cc, con dichos valores se hallar la ecuacin de la concentracin y volumen en equilibrio.

cc (H+) x M (H+) = cc (OH) x M (OH)

21,56 x o,10482 = 20 x M (OH)

M (OH) = 0,113

2.Efectuar clculos para hallar la curva TEORICA utilizando los valores obtenidos anteriormente, para lo cual se debe representar la ecuacin qumica en equilibrio.

NH4OH + HCI ( NH4CI + H2O

La concentracin del NH4OH es de 0,113 M en su punto de equivalencia.

a. Con "O" volumen de titulante.- En stas condiciones el pH terico ser determinado utilizando la ECUACION DE pH DE BASE DEBIL.

pH=pKw-1/2 pKb+1/2log C

Valores : pKb=4.76. pKw = 14Reemplazando los valores tenemos:

pH=14 - 1/2 (4.76) + 1/2 ((20 x 0,113) / 20( pH=11,147 (Base dbil)

b. Con 5 ml. de titulante: Se reemplaza en la Frmula que incluye Base y Sal

NH4OH + HCl ( NH4Cl + H2O

c. Con 8 ml. de titulante: De manera anloga, que con b

NH4OH + HCl ( NH4Cl + H2O

pH de Base Dbil ms sal de cido conjugado, reemplazando en la frmula se tiene:

pH = pKw - pKb + Log{[Base ] /[Sal]( [Sal]} pH = 14 - 4,76 + log (1,42144 mM / 0,83856)

pH = 9,469

d. En el punto de Equivalencia.

NH4OH + HCI ( NH4CI + H2O

Se aplicar la Ecuacin del pH de una Sal proveniente de una Base Dbil y Acido Fuerte.

pH = 1/2 pKw - 1/2 pKb - 1/2 log C

e. Cuando existe exceso de titulante HC1.

Ejemplo: Si se aade al sistema un volumen determinado de HC1 para obtener un volumen total de 21,76 de HC1 , se tendr un exceso de:

21,76 - 21,56 = 0,2 ml. de HCI en exceso.

La ecuacin de pH a aplicarse es el del cido fuerte.

pH = - log (H 3 O +)

Previamente debe hallarse la concentracin del cido o hidronio de sistema con exceso de cido. VH+ x MH+ = V1H x M1H

0,2 ml. x 0,10482M=41,76 x M1H+

M1H + = 5,0201 x 10 -4

pH =-log (H3O+);

pH =-log (5,0201 x 10-4)

pH = 3,299

(5.6).5 RESULTADOS: Sistema A: Acido actico frente al NaOH ml de NaOHpH

.

.

..

.

.

Luego de ello se construir la curva de ml. de NaOH respecto al pH.Leer el pH en el potencimetro y construir la curva

Sistema B: Amoniaco frente al HCl

ml de HClpH

.

.

..

.

.

anlogamente graficar para el sistema base dbil cido fuerte.El sistema de cido dbil con Base fuerte se puede realizar con Fenobarbital cido e Hidrxido de sodio. El Fenobarbital sdico es cido en virtud de la siguiente estructura, donde se puede observar que los grupos carboxlicos no son los nicos que generan acidez, para realizar este tipo de valoracin se debe usar un solvente que facilite el trabajo.

Se escoge el alcohol etlico pues el fenobarbital cido se solubiliza totalmente.

(5.6).6. CUESTIONARIO

1. Realizar la curva de valoracin pH vs ml. de titulante.

2. Por qu pH al inicio de la valorizacin es reducida?

3. Qu es capacidad amortiguadora? Ejemplos.

4. Qu utilidad tiene la Ecuacin de Van Slyke?

5. Deducir la Ecuacin de Henderson-Hasselbach para un cido dbil y su Sal .

(5.6).7. FUENTES DE INFORMACIN ATKINS, P.W. : Fisicoqumico. Ed. Addison - Wesley IberoAmericana. Wilmington Delaware E. U.A. (1991).

CATELLAN, GILBERT W: Fisioquimica . Ed. Addison - Wesley Iberomericana. Wilmington Delaware E.U.A. (1987).

VII. PRACTICA N 7

DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE PARTICIPACIN DEL ACIDO ACETICO EN ETER - AGUA7.1 MARCO TERICOEl desarrollo de al presente prctica esta basada en el hecho de que el soluto o cuerpo a extraer tiene diferente solubilidad ante un par de solvente no miscibles.

Considerando dos lquidos que son mutuamente insoluble uno en otro, y en cada uno de los cuales es soluble una tercera sustancia, la Ley de Distribucin de Reparto formulada por NERNST en 1891 establece que: "al equilibrio, la relacin C1 / C2 de las concentracin del soluto en los dos solventes, es una constante K para una temperatura determinada."

K = C1 / C2Se debe tener en cuenta que para hallar sta constante, no se colocan las cantidades de soluto que hay en cada capa lquida, sino sus concentraciones, que son cantidades de soluto por una misma unidad de volumen de solvente.

Expresando las dos concentraciones en gramos de soluto por litro o ml de solucin, o tambin en moles de soluto por litro o ml de solucin, obtenemos siempre la misma constante K.

La constante K es conocida tambin como "coeficiente de distribucin" "coeficiente de reparto".

La ley de Reparto establece que cuando un soluto se encuentra en presencia de dos lquidos inmiscibles y en los cuales es soluble, sta se reparte de tal manera que alcanzado el equilibrio, la relacin de las concentraciones del soluto en los dos solventes es una constante, a una temperatura determinada, cualquiera que sea la cantidad de soluto presente las cantidades del solvente.

El par de solvonte que se puede utilizar son:

Agua -hidrocarburo: por ejemplo agua - Benceno.

Agua-teres: por ejemplo agua - ter.

Agua-alcohol: por ejemplo agua-butanol.

Sin embargo, la Ley de Distribucin slo se aplica a especies moleculares simples. La relacin C1 / C2 no se mantiene constante cuando el soluto est ionizado, polimerizado solvatado en un solvente y no en el otro. Este caso lo podemos apreciar cuando el cido actico se distribuye entre agua y benceno, sistema en el cual el cido en su mayora en la forma de molcula dobles en el benceno y en la forma comn en el agua.

Los cidos carboxlicos forman generalmente molculas dobles en disolventes no polares como el benceno en fase gaseosa, pero existen como molculas simples en disolventes polares tales como el agua.

Adems algunos cidos carboxlicos como el cido actico son tan dbiles, que su ionizacin en el agua puede despreciarse; no obstante, otros como el cido tricloroactico, se ionizan casi por completo.

En los sistemas ideales, en los cuales estn ausentes los fenmenos de disociacin y asociacin, el coeficiente de distribucin es independiente de la concentracin. Sin embargo, es comn que muestra una marcada variacin con la concentracin. . El efecto de la temperatura sobre el coeficiente de distribucin puede ser despreciable en muchos casos, cuando la solubilidad del soluto vara con al temperatura en igual forma en solventes, pero en otros casos puede ser muy marcado. La Ley de Nernst slo es exacta cuando se usa una pequea cantidad de soluto. La adicin de grandes cantidades de la sustancia distribuidora generalmente aumenta las solubilidades mutuas de los dos solventes, que eran insolubles entre s, y el aumento puede ser tal en algunos casos como para formar una simple fase lquida de tres componentes. Este comportamiento se observa cuando se agrega alcoholes al agua y teres.

7.2 COMPETENCIASEn el experimento a realizare, el ter representa al solvente N 1, y el agua representa al solvente N 2. El estudiante sabr diferenciar el concepto de inmiscibilidad y la relacin que tiene el acido actico con dos solventes de distinta naturaleza qumicaEl cido actico representa al soluto, C1 y C2 representan a las concentraciones del cido actico en la fase terea y acuosa respectivamente.

Si a un volumen determinado de solucin acuosa de cido actico se mezcla y agita con otro volumen de ter, el cido actico se distribuye en ambos solventes de acuerdo a sus solubilidad, y cuando alcanzan el equilibrio se establecen que la relacin de las concentraciones es una constante. As tenemos:

CH3COOH (1) (

CH3COOH (2)

El equilibrio se alcanza cuando la velocidad de pasaje de las molculas del soluto, del solvente (1) al solvente (2), es igual al pasaje de las mismas en sentido contrario.

Finalmente, es importante destacar, que el coeficiente de participacin es de gran utilidad para el estudio de la separacin de alcaloides, la extraccin de antibiticos, en los procesos de anlisis qumicos, en la cromatografa de participacin, y en la forma de dosaje de las drogas.

7,3 MATERIALES Y EQUIPOS Solucin de cido actico en agua: 0,5M; 0,25M y 0,125M.

Solucin de NaOH 0,I N

Solucin de fenolftalena al 1%.

Eter

Embudos de separacin de 250 cc; pipetas buretas; fiolas; soportes, etc.

Mtodo volumtrico

7.4 PROCEDIMIENTO. Colocar 10 ml de ter en peras de decantacin numeradas, y agregar 10 ml de solucin actica 0,5M en la primera pera; 10 ml de cido actico 0,25M en la segunda pera, y 10 ml de cido actico 0,125 M en la tercera pera.

Agitar cada una de las peras con movimientos circulares durante 10 minutos. Durante la agitacin, abrir de rato la llave inferior de la pera, a fin de evitar la sobrepresin del ter. Luego dejar en reposo cada aun de las peras sobre los soportes, hasta el equilibrio de las fases.

Separar en un matraz erlenmayer la parte acuosa, teniendo cuidado de que no pase algo de ter, para lo cual es mejor descartar la solucin que se halla en la interfase.

Titular la acidez de cada fase, empleando porciones de 5 ml de muestra y solucin de NaOH 0.1M como titulares. Anote los resultados.

7.5 RESULTADOS

ACOH 0,5MACOH 0,25MACOH 0,125M

MACOHeter

MACOHagua

K

Verifique la constante K y saque un promedio de los valores obtenidos.

7.6 CUESTIONARIO

1. Cul es la utilidad del coeficiente de particin ?

2. El coeficiente de participacin en el sistema usado porqu es constante?

3. Hacer un informe detallado de sus observaciones.

7.7 FUENTES DE INFORMACINCASTELLAN. Fsicamente. Ed. Felasa (1993)

DANIELS y ALBERTY. Fsicamente. Ed. Cecsa (1990)

ATKINS. Fisicoqumico. Ed. Addison Wesley (1996).


LAIDIER, KEITH. Fsicoquimico. Ed. Maisson - Salvat (1997).

VIII. PRACTICA Nro. 8

APLICACIN DEL COEFICIENTE DE PARTICION DE ACIDO ACETICO EN ETER Y AGUA

8.1 MARCO TERICOConociendo el coeficiente de particin, la operacin de extraccin de un soluto contenido en un solvente, con otro solvente inmiscible, puede ser cuantificado mediante el rendimiento de la operacin.

La operacin de extraccin, de un soluto es mucha ms eficaz si se utiliza el solvente dividido en pequeas porciones, que si se usa el solvente en una sola operacin.

A fin de verificar al clculo terico de la extraccin, es necesario derivar una ecuacin ecuaciones para determinar los rendimientos.

Partiendo de la expresin matemtica de la Ley de Reparto tenemos:

Representado las siguientes variables por:

X:Gramos de soluto inicial contenidos en un volumen de solventes V1 (ter)

V2 : El volumen del solvente # 2. (Agua)

Realizando una primera extraccin del soluto (cido actico para nuestro experimento), de un volumen V1 de solvente (ter) con un volumen V2 de solvente (agua), tenemos:

Donde:

X1 : gramos de soluto que quedan en V1 despus de la primera extraccin con V2.

X1 / V2 : concentracin del soluto en el solvente V1 despus de la primera extraccin.

X-X1 / V2 : concentracin del soluto en el solvente V2 despus de la primera extraccin.

Sustituyendo stos valores en la Ley de Reparto tenemos:

K = C1 /C2

K = (X1 / V1) ( ((X-X1) / V2( K = X1. V2 ( V1. (X-X1) KV1X KV1V1 =X1 V2

KV1X =X1 V2 + KV1X1

KV1X = X1 ( V2 + KV1)

X1 ( V2 + KV1) = X . KV1

X1 = X . KV1 / (KV1+ V2)

Para nuestra prctica, X1 es la cantidad de cido actico que queda despus en el ter despus de realizar una primera extraccin con agua.

Realizando una segunda extraccin del soluto tendremos:

Donde:

X2 : gramos de soluto que quedan en V1 despus de la segunda extraccin con V2.

X2 / V1 : Concentracin del soluto en el solvente V2 despus de la segunda extraccin.

Sustituyendo stos valores en la Ley de Reparto y realizando los pasos anteriores se tiene:

X2 V2

K = ----------------

V1 (X1 X2)

X 2 V2 = KV1X1 KV1X2

KV1X1 = X2V2 + KV1X2

KV1X1 = X2 (V2 + KV1)

KV1

X2 = --------------- (X1)

KV1 + V2

Para nuestra prctica, X2 es la cantidad de cido actico que queda en el ter despus de realizar una segunda extraccin con agua.

Realizando una tercera extraccin del soluto tenemos:

Donde:

X3 : gramos de soluto que quedan en V1 despus de la tercera extraccin con V2.

X3 / V1 : concentracin del soluto en el solvente V1 despus de la tercera extraccin.

X2 - V3 : concentracin del soluto en el solvente V2 despus de la tercera extraccin.

X 3

C1

V1K = --------

=----------

C2

X2 X3

---------------

V2

K = X3 V2/V1 (X2 X3)

X3 V2 =KV3X2 - KV1X3

KV3X2 = X3V2 + KV1X3 KV1 X2 = X3 (V2 + KV1)

KV1X3 = ------------ ( X2)

KV1 + V2

Para nuestra prctica, X3 es la cantidad de cido actico que queda en el ter despus de realizar una tercera extraccin con agua.

Reemplazando X1 y X2 en X3 tenemos:

KV1 KV1 KV1X3 = (X)--------------- . --------------- ---------------

KV1 + V2 KV1 + V2 KV1 + V2

KV 1 3 X3 = (X) ----------------

KV 1 + V2

Generalizando tenemos:

KV1 nXn=(X) -------------

KV 1 + V2

Formula que representa a Xn como la cantidad de cido actico que queda en el ter luego de n extracciones con agua.

8.2 COMPETENCIAS:

Verificar el rendimiento de una extraccin por partes

8.3 MATERIALES Y EQUIPOS. Solucin de cido actico 0,5M en ter.

Solucin de NaOH 0,1M

Solucin de fenoltalena al 1% en etanol.

Peras de separacin

Pipetas volumtricas de 5 y 10 ml.

Matraz erlenmayer

Buretas

Soportes

Mtodo: valoracin por volumetra

8.4 PROCEDIMIENTO.Valoracin del cido (X):

Para determinar los gramos de cido actico en 45 ml de solucin actica en ter; se mide en una pipeta 5 ml de muestra y se titula con una solucin de NaOH 0,1152M, empleando fenoltalena como indicador.

Con los datos obtenidos calcular los gramos de cido contenidos (X) en 15 ml de solucin.

Extraccin de una sola operacin:Colocar 15 ml de solucin actica 0,5M en ter en una pera de separacin, agregar 15 ml de agua destilada y agitar por 10 minutos. Dejar reposar, hasta que se separen las dos capas inmiscibles. Luego, separar la fase acuosa en un matraz seco evitando que pase etera en la pera de decantacin. Proceder a titular 5 ml de la fase acuosa con NaOh 0,1M.

Calcular los gramos de cido actico extrado con 15 ml de agua, el % de extraccin.

Tambin calcular tericamente los gramos de cido actico no extrados y extrados, y el % de extraccin terica

Extraccin en tres operaciones:En otra pera de decantacin aadir 15 ml de solucin actica 0,5M en ter ms 5 ml de agua y agitar por 10 minutos. Dejar reposar hasta separacin de la fases y separar la fase acuosa en un matraz. Agregar otros 5 ml de agua al resto de la fase etrea y agitar por otros 10 minutos, dejar separar ;as capas y volver a separar ;a fase acuosa aadindola a la anterior.

Finalmente aadir otros 5 ml de agua y repetir el mismo proceso. Una vez obtenida la fase acuosa despus de las tres extracciones, proceder a valorar con NaOH 0,1M.

Calcular los gramos de cido actico referidos a los 15 ml de la fase acuosa y el % de extraccin.

8. 5 RESULTADOS

Calcular tericamente los gramos de cido actico, extrados y no extrados, y el % de extraccin terica.

8.6 CUESTIONARIO

1. El coeficiente de particin en sistemas inmiscibles tiene valores constantes? Porque

2. Qu unidad tiene la formula para extracciones mltiples?

3. Hacer un Informe detallado de sus observaciones

8.7FUENTES DE INFORMACIN. Atkins, P.W : Fisicoquimica. Ed. Addison Wesley Inberoamericana. Wilmington Delaware E.U.A (1991).

Castellan, Gilbert W : Fisicoquimica. Ed. Addison Wesley Inberoamericana. Wilmintog Delaware E.U.A (1987).

Laidler, Keth : Fisicoquimica. Ed. Continental. Mxico (1997).

Sanz, Pedrero: Fisicoquimica para farmacia y biologa. Ed. Masson y Salvat. Barcelona Espaa (1992).

Levine, Ira N.: Fisicoquimica. Ed. Mc Gran Hill. Mxico (1998).

Martin, A.N : Fisicoquimica Aplicada a la Farmacia Limusa Madrid (1967).

IX. PRACTICA Nro. 9

SOLUBILIDAD DE ELECTROLITOS LIGERAMENTE SOLUBLES DETERMINACION DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD DEL BITARTRATO DE POTASIO

9.1 MARCO TERICOEn soluciones saturadas, la solubilidad de electrolitos ligeramente solubles puede ser expresada en trminos de los iones en que disocian, esto es, por el producto de las concentraciones inicas. A ste valor se le conoce como producto de solubilidad: Kps.

Un importante tipo de equilibrio inico heterogneo se presenta en la solubilidad de las sales difcilmente solubles en agua. Cuando una sal ligeramente soluble en agua, tal como el cloruro de plata, es agitado con establece un equilibrio entre la fase slida en exceso y la sal disuelta que est presente totalmente bajo la forma inica.

La teora corriente sobre soluciones considera que no existe concentracin apreciable de molculas no ionizadas en las soluciones diluidas de los electrolitos fuertes.

Las sales por ser compuestos electrovalentes son electrolitos fuertes.

En el caso del cloruro de plata, el equilibrio dinmico establecido entre el slido en suspensin y la sal disuelta en solucin acuosa saturada, se puede representar por la siguiente ecuacin:

AgCL (S) (

Ag+ + Cl

La expresin para la constante de equilibrio del proceso, de acuerdo a la Ley de Accin de Masas es:

[Ag+] [Cl ]

K =-----------------------------

[AgCl Slido]

Como la concentracin de la fase slida es prcticamente constante, tenemos:

Kps = [ Ag+] [ Cl -]

Donde,

Kps : constante del producto de solubilidad, es ste caso del cloruro de plata.

En el caso de otras expresiones de equilibrio, la concentracin de cada ion se eleva a una potencia igual al nmero de iones que aparecen en la frmula.

As por ejemplo tenemos que: para el hidrxido de Aluminio.

Al [ OH] 3 slido (

Al +++ + 3 OH-

Kps = [ Al +++ ] x [ OH-] 3

En 1889, NERNST introdujo el concepto del producto de solubilidad, que rige para toda reaccin en que se efecta una precipitacin.

El principio del producto de solubilidad establece que en una solucin saturada de cualquier electrolito ligeramente soluble, el producto de las concentraciones de los iones, elevadas a una potencia igual al nmero de veces que el ion aparece en la ecuacin que representa la disociacin del electrolito, es una constante a temperatura determinada.

En el cuadro podremos apreciar los productos de solubilidad de algunas sustancias de inters farmacutico:

SustanciaKpsTemperatura

Bromuro de plata 7,7 x 10 1325

Carbonato Brico8,1 x 10-925

Carbonato magnsico9,0 x 10-925

Carbonato clcico2,6 x 10-512

Cloruro de plata 1,25 x10-1025

Hidrxido alumnico 7,7 x 10 1325

Hidrxido magnsico 1,4 x 10 1118

Sulfato clcico6,1 x 10-520Solubilidad y producto de solubilidad:

En una solucin saturada de una sal debidamente soluble AB, en agua, la concentracin de los iones B+ es igual a la concentracin de los iones A- , es decir:

[ B+ ]

=

[A- ] =s

donde ,

S: representa la solubilidad molar de la sal.

Entonces:

Kps

=s2

De donde:

S

=(Kps)

Conociendo el producto de solubilidad de un electrolito poco soluble, se puede calcular su solubilidad en moles / litro gramos /100cc, viceversa.

Ejemplos:

Para el Sulfato de Bario:

BaSO 4 (S)

( Ba +2 + SO 4 2Kps

=[ Ba+2 ] [ SO42 ]

Si una molcula de Sulfato de Bario se disuelve, entonces se forma una molcula de Ba y una molcula de SO4 2 :

Kps =s x s

Kps=s2

S=Kps

Para el Cromato de Plata:

Ag2 CrO4

(2 Ag+ CrO4 2

Kps

=

[ 2s ] 2 [ s ]

Kps

=

4 s3El 2 es colocado porque proviene del equilibrio.

La concentracin de la Plata es dos veces la solubilidad del cromato.

Si agregamos a ste sistema :AgNO3 , entonces el Kps ser:

Kps = [Ag] 2

Como el ion Ag es producto de la adicin, y no proviene del equilibrio, entonces no multiplico por 2.

Adems, tampoco pueda trabajar con S, porque es ajena a la solubilidad de la reaccin.

Para el sulfuro de Cerio:

Ce 2S3

(

2 Ce +3+3 S 2

Kps

=[ 2s ] 2 [ 3S ] 3

Kps

=108 s 5

9.2 COMPETENCIAS:

Encontrar la constante del producto de solubilidad Kps9.3 MATERIALES Y EQUIPOS:

Solucin de Hidrxido de Sodio 0,05M.

Solucin de Cloruro de Potasio 0,1 M.

Bitartrato de Potasio Q.P

Solucin de fenoltalena alcohlica al 1%.

Matraces

Buretas

Pipetas

Mtodos valoracin volumtrica

9.4 PROCEDIMIENTO

Preparar por dilucin, soluciones de cloruro de potasio: 0, 01M; 0,02 M y 0,03M.

Disponer de cuatro matraces numerados del 1 al 4 debidamente limpios y secos. Aadir a cada uno de ellos, un gramo de bitartrato de potasio y las soluciones siguientes:

Matraz n 1 :100 ml de agua destilada

Matraz n 2 :100 ml de KCl 0,01 M.

Matraz n 3 :100 ml de KCl 0,02 M.

Matraz n 4:100 ml de KCl 0,03 M.

Agitar cada una de las soluciones saturadas durante cinco minutos. Dejar reposar durante otros cinco minutos.

Filtrar, recibiendo el filtrado en otros matraces numerados, limpios y secos.

Valoracin de la acidez: medir 10 ml del filtrado, pasar a otro matraz, agregar 3 gotas de fenoltalena, y valorar la acidez con solucin de hidrxido de sodio. Hallar molaridad en cada caso

9.5 RESULTADOS

Realizar los calculos respectivos de acuerdo a las formulas.

Kps = M12

Kps = M2 (M2 + 0.01 )

Kps = M3 (M3 + 0.02 )

Kps = M4 (M4 + 0.03 )

9.6CUESTIONARIO

1. que es precipitacin fraccionada .

2. Que significa efecto del In comun.

3. Hacer un informe detallado de sus observaciones.

9.7FUENTES DE INFORMACIN.

ATKINS, P.W: Fisicoqumica ED. Addison- Wesley Iberomerica. Wilmington Delaware EUA (1991)


Levine, Ira N.: Fisicoquimica. Ed. Mc Gran Hill. Mxico (1998).

X. PRACTICA Nro. 10

CINETICA QUIMICA

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE LA REACCION

10.1 MARCO TERICOLa Cintica qumica tiene por objeto predecir la velocidad de las reacciones qumicas y describir el curso de las mismas.

La cintica qumica estudia el cambio de las concentraciones de los reactores y de los productos de una reaccin en funcin del tiempo, y a esto lo denominamos velocidad de una reaccin.

De acuerdo con la Ley de Accin de las Masas la velocidad de una reaccin qumica (llamada tambin velocidad de descomposicin), es directamente proporcional a la concentracin de los reactantes.

Los factores que afectan la velocidad de reaccin son principalmente : la temperatura, catalizadores, luz, molculas del solvente, naturaleza y concentracin de las sustancias, etc.

La temperatura influye sobre la velocidad de reaccin aumentndola, as por ejemplo, un incremento de 10 C de temperatura duplica o hasta triplica la velocidad de reaccin, porque las molculas necesitan una determinada cantidad de

energa para reaccionar. En el caso de disminuir la temperatura, la velocidad de la reaccin disminuye (deterioracin de una droga).

Un catalizador es una sustancia que aparece en una expresin cintica, pero no aparece en la expresin estequiomtrica. Tiene influencia en la velocidad de reaccin, pero no afecta la posicin de equilibrio acta modificando el mecanismo de reaccin, bajando la energa de la activacin. No es consumida en el transcurso de la reaccin. Los compuestos que actan retardando la velocidad de reaccin, son llamados inhibidores o antioxidantes o inhibidores. As por, ejemplo tenemos los parabenos, que se usan para proteger la estabilidad de muchos preparados galnicos.

10.2 COMPETENCIAS.Verificar la influencia de la concentracin, temperatura y ph de la velocidad de una reaccin:

10.3 MATERIALES Y EQUIPOS-Solucin de KIO30,02M.

-Solucin de Na2SO3 0,01 M en cido sulfrico 0,04 M

-Solucin de Na2SO3 0,01M en agua

Solucin de HCl 1M.

Solucin de cido actico 1M.

Vasos matraces Erlenmayer

Cronmetro

Papel milimetrado

Mtodo simple observacin y control con cronmetro

10.4 PROCEDIMIENTO

PRIMER EXPERIMENTODeterminacin de la velocidad media de reaccin del KIO3 Y Na2SO3 a temperatura ordinaria, en funcin de la concentracin del primero:

Disponer de 5 vasos o matraces erlenmayer respectivamente numerados, y a cada uno de ellos aadir las siguientes cantidades de solucin de KIO3Nro. Vaso

CC de KIO3 0,01M

1 15

2 20

3 25

4 30

5 35

Diluir cada una de las soluciones con agua destilada hasta 125 ml.

Agregar 5 ml de solucin de almidn y luego 25 ml de solucin de Na2SO3 0.01 M en cido sulfrico 0.04 M medidos en una probeta, anotados el tiempo cero cuando se haya aadi la mitad. En el momento que aparezca la colocarn azul (debido a la reaccin del yodo con el almidn) anotar el tiempo para cada uno de los casos.

Grafique la velocidad en funcin de la concentracin.

Velocidad

Concentracin de Iodato de Potasio

SEGUNDO EXPERIMENTO

Influencia de la temperatura en la velocidad de reaccin.

Preparar dos baos de temperatura a 30 y 40 C.

Preparar las mismas soluciones del experimento Nro. 1.

Colocar los dos primeros matraces en el bao de 30 C y los otros tres vasos siguientes a 40 C, y siguiendo el mismo orden anterior, determinar el tiempo de la velocidad media de reaccin.

Anotar los resultados y compare.

TERCER EXPERIMENTO

Influencia de la acidez (o pH) en la velocidad de reaccin:

Numere 5 vasos o matraces erlenmayer y aadir a cada uno de ellos una solucin de KIO3 0,02M.

Luego diluir cono agua hasta 125ml.

Aadir 5 ml de solucin de almidn y las siguientes soluciones cidas:

Vasos Nro.

Solucin cida

1 8ml CH3COOH 1M

2 16 ml CH3COOH 1M

3 0,5 ml HCl 1M

4 1,0 ml HCl 1M

5 1,5 ml HCl 1M

Agregar rpidamente a cada matraz 25 ml de solucin de Na2SO3 0,01 M.

Anotar el tiempo cero como en los casos anteriores, y el tiempo en que aparece el color azul debido al almidn.

10.5 RESULTADOSHacer grficas:

Graficar como variable independiente, la concentracin, la temperatura y el pH y verificar la velocidad para cada uno de los casos.

10.6 CUESTIONARIO

1. Cmo influye el pH en una reaccin catalizada, como la de la prctica?

2. El iodato de potasio en medio alcalino porque no reacciona con el Sulfito de sodio?

3. Hacer un informe detallado de la practica y hacer las grficas respectivas?

10.7 FUENTES DE INFORMACIN Atkins, P.W : Fisicoquimica. Ed. Addison Wesley Iberoamericana. Wilmington Delaware E.U.A (1991).

Castellan, Gilbert W : Fisicoquimica. Ed. Addison Wesley Iberoamericana. Wilmintog Delaware E.U.A (1987).

Laidler, Keth : Fisicoquimica. Ed. Continental. Mxico (1997).


Levine, Iran: Fisicoquimica. Ed. Mc Gran Hill. Mxico (1998).

Martin, A.N : Fisicoquimica Aplicada a la Farmacia Limusa Madrid (1967).

XI. PRACTICA N 11

REACCION CINETICA DE PRIMER ORDEN DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE LA HIDRLISIS DEL ACETATO DE METILO

11.1 MARCO TERICOEl orden de una reaccin viene a ser la influencia que ejerce la concentracin de los reaccionantes sobre la velocidad de reaccin. Est dado por la suma de los exponentes de las concentraciones que figuran en la expresin de la velocidad de la reaccin directa. Si la velocidad de una reaccin es directamente proporcional a la primera potencia de la concentracin de una sustancia reaccionantes, se dice que la reaccin es del primer orden con respecto de aquella sustancia.

Indicando el orden de una reaccin se da a conocer la forma en que sta puede representar matemticamente.La velocidad de una reaccin qumica se define como el cambio en la unidad de tiempo que experimenta la concentracin de los cuerpos que intervienen en la reaccin. Cuando se forman los productos se expresa como +dc/dt. Si se refiere a desaparicin del reaccionante ser -dc/dt.

C ( P

Una reaccin de primer orden es aquella en la cual se encuentra experimentalmente que, a una temperatura dada, la velocidad de la reaccin es directamente proporcional a la concentracin de la nica sustancia reaccionante.

Esto puede expresarse por la relacin matemtica siguiente:

- dc = K.Cn dt

C: Es la concentracin del reaccionante, expresado en moles por litro

t : es el tiempo.

- dc/dt : es el rgimen de variacin de la concentracin del reactivo con el tiempo.

K : factor de proporcionalidad (llamado tambin constante de velocidad).

La expresin n : Es el Orden de La Reaccin.

- dc = K.Cn dt

1 1

Integrando cuando n:1 - dc = K dt

C

0 0

- (1n C1 ln C0) = K (t1 - t0)

- 2,303 (log C1 - log C0)= K t

2,303 (log C1 - log C0) =K t

log C1 - log C0 =-K t

2,303

De donde resulta que una reaccin ser de primer orden si la comparacin grfica de:

En la figura C ha sido sustituido por A

Vida Media (T1/2 ): es el periodo necesario para que una reaccin consuma la mitad de sus restantes. Para los frmacos, viene a ser el periodo de tiempo para que sus principios activos se descompongan a la mitad de su concentracin inicial, cuando la reaccin de . Las unidades de la constante son: seg-1, min-1, hora-1,

Para hallar el tiempo de vida media:

C1 = Co

2

Lo reemplazamos en la ecuacin anteriormente hallada:

Log Co= - K x t1/2 + log Co

2,303

log ( Co / 2Co)= - K x t1/2 2,303

log 2 1 = - K x t1/2 2,303

11.2COMPETENCIASMedir la constante de velocidad de hidrlisis de un ster, el acetato de metilo, el cual reacciona con el agua y se convierte parcialmente en alcohol y cido, de acuerdo a la siguiente ecuacin:

CH3 - COOCH3 + H2O ( CH3COOH + CH3OH

Esta reaccin no se desarrolla con velocidad mensurable en agua pura, pero lo cataliza bien el ion H+ de los cidos. El agua en exceso impide la reaccin inversa y su cambio es nfimo como reactante.

Se demostrar entonces que la hidrlisis del ACOMe sigue una cintica de primer orden, y se determinara el valor de K.

11.3MATERIALES Y EQUIPOS 2 Bao Mara

Un termmetro

Un cronometro

Matraces de 250 ml

Una probeta de 100ml

2 pipetas de 5 ml

Una bureta de 50 ml con soporte y pinza

Acetato de metilo puro

fenoltalena al 1%

Solucin valorada de HC1

Solucin valorada de NaOH 0,2N

Agua destilada helada

Mtodo : Valoracin Volumtrica

11.4. PROCEDIMIENTOEn el Bao Mara a 35C se introduce un erlenmayer que contiene 100 ml de HC1 1N.

Se coloca en el Bao Mara un segundo matraz con unos 25 a 30 ml de acetato puro.

Por otro lado se preparan sendos matraces en bao de hielo, y en ellos se vierte 15 ml de agua destilada y 3 gotas de fenoltalena.

En el bao Mara a 35 C se deja transcurrir 15 minutos para que exista equilibrio trmico. Se retira 5 ml de HCI 1N y se vierte en un matraz que contenga agua helada que van a servir para comprobar su contraccin por titulacin con NaOH 0,2 N (usar fenolftaleina como indicador).

Los 5 ml de HC1 1N se sustituye por 5 ml de ACOME puro del segundo matraz. Aqu se empieza a contar el tiempo, al cual se llama tiempo cero, desde que se ha aadido la mitad del volumen de ACOME a la solucin de HC1.

Las medidas de volmenes deben hacerse cuidadosamente.

Se agita el matraz donde se realiza y la reaccin para mezclar perfectamente el contenido, y a los 4`45" se toma una muestra de 5 ml y se vierte en un matraz que contenga agua helada e indicador de tal modo que a los 5`se haya vaciado la mitad del contenido de la pipeta en el agua helada. Se debe valorar inmediatamente.

La concentracin del Acetato de Metilo en al muestra extrada se determina por titulacin de su Acidez Total con la solucin de NaOH 0,2N.

Se repite el paso anterior a los 10, 15, 20, 30 , 40, 50, y 60.

11.5. RESULTADOS

GRAFICAR El tiempo como variable independiente respecto a la disminucin de la concentracin de acetato de metilo

Tiempo respecto a la concentracin

Tiempo respecto a Logaritmo (decimal o neperiano) de la concentracin.

A partir de los datos anteriores deducir el orden de la reaccin.

11.6 CUESTIONARIO

1.- A que se denominan reacciones de segundo orden?

2.- Qu unidades tiene la constante de una reaccin de orden cero?

3.- Hacer un informe detallado de sus observaciones y graficar Log. C vs T

11.7 FUENTES DE INFORMACIN CASTELLAN. Fisicoqumica. Ed. Felasa (1993)

DANIELS y ALBERTY. Fisicoqumica. Ed. Cesca (1990)

ATKINS. Fisicoqumica. Ed. Addison Wesley (1996)

LEVINE Fisicoqumica. Ed. Mc. Graw Hill de Mxico (1998)

MARON y LANDO. Fisicoquimica . Ed. Limusa (1990)

XII. PRACTICA N 12

REACCION CINETICA DE SEGUNDO ORDEN

DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE LA HIDRLISIS ALCALINA DEL ACETATO DE ETILO

12.1 MARCO TERICOEl orden de una reaccin viene a ser la influencia que ejerce la concentracin de los reaccionantes sobre la velocidad de reaccin. Est dado por la suma de los exponentes de las concentraciones que figuran en la expresin de la velocidad de la reaccin directa. Si la velocidad de una reaccin es directamente proporcional a la segunda potencia de la concentracin de una sustancia reaccionantes, se dice que la reaccin es del primer orden con respecto de aquella sustancia.

Indicando el orden de una reaccin se da a conocer la forma en que sta puede representar matemticamente. La velocidad de una reaccin qumica se define como el cambio en la unidad de tiempo que experimenta la concentracin de los cuerpos que intervienen en la reaccin. Cuando se forman los productos se expresa como +dc/dt. Si se refiere a desaparicin del reaccionante ser -dc/dt.

C ( P

Una reaccin de primer orden es aquella en la cual se encuentra experimentalmente que, a una temperatura dada, la velocidad de la reaccin es directamente proporcional a la concentracin de la nica sustancia reaccionante.

Esto puede expresarse por la relacin matemtica siguiente:

- dc = K.Cn dt

C: Es la concentracin del reaccionante, expresado en moles por litro

t : es el tiempo.

- dc/dt : es el rgimen de variacin de la concentracin del reactivo con el tiempo.

K : factor de proporcionalidad (llamado tambin constante de velocidad).

La expresin n : Es el Orden de La Reaccin.

- dc = K.C2 dt

1 1

Integrando cuando n:2 - dc = K dt

C2

0 0

De donde resulta que una reaccin ser de segundo orden si la comparacin grfica de:

1/ C

m = K

t

Vida Media (T1/2 ): es el periodo necesario para que una reaccin consuma la mitad de sus restantes. Determinar la frmula para hallar la Vida media para una Ecuacin de segundo orden.

12.2 COMPETENCIAS:

Medir la constante de velocidad de hidrlisis de un ster, el acetato de Etilo, el cual reacciona con el Hidrxido de sodio y se convierte parcialmente en alcohol y acetato de sodio, de acuerdo a la siguiente ecuacin:

CH3 - COOC2H5 + NaOH ( CH3COONa + C2H5OH

Se demostrar entonces que la hidrlisis alcalina del ACOEt sigue una cintica de segundo orden, y se determinara el valor de K.

12.3 MATERIALES Y EQUIPOS Un termmetro

Un cronometro

Matraces de 250 ml

Una probeta de 100ml

2 pipetas de 5 ml

Una bureta de 50 ml con soporte y pinza

Acetato de Etilo puro

Fenoltalena al 1%

Solucin valorada de NaOH 0,02 M

Solucin valorada de HCl 0,05 M

Agua destilada helada

Mtodo : Valoracin Volumtrica

12.4 PROCEDIMIENTO.Tomar 0,2 ml de Acetato de Etilo ( Densidad 0,903 y Masa Molecular 88 g/mol), se mezclan con 100 ml de hidrxido de sodio exactamente 0,02 M.

Cada Cinco minutos luego de la adicin de los 100 ml, extraer cinco ml y colocar en un, matraz con 15 ml de agua helada y valorar con HCl 0,05 M, usando como indicador 2 gotas de Fenolftalena.

El punto final se detecta cuando la muestra se vuelve incolora.

Graficar el Acetato de Etilo remanente respecto al tiempo transcurrido a los 5, 10 15, 20 , 25, 30 minutos respectivamente.

12.5 RESULTADOS:

Graficar el tiempo en el eje x y la inversa de la concentracin remanente del acetato de metilo en el eje y

12.6 CUESTIONARIO

1. Deducir la Ecuacin fundamental de una cintica de segundo orden a partir de las ecuaciones integradas?

2. Cules son las unidades de una Cintica de segundo orden?

3. Por qu Estadsticamente la pendiente de una Ecuacin de Segundo Orden es positiva.

4. Hacer un informe detallado del tratamiento de sus datos por regresin lineal.

12.7 FUENTES DE INFORMACIN CASTELLAN. Fisicoqumica. Ed. Felasa (1993)

DANIELS y ALBERTY. Fisicoqumica. Ed. Cesca (1990)

ATKINS. Fisicoqumica. Ed. Addison Wesley (1996)

LEVINE Fisicoqumica. Ed. Mc. Graw Hill de Mxico (1998)

MARON y LANDO. Fisicoquimica . Ed. Limusa (1990)

log C1 =-K t + log C0

2,303

C1 = K C1 : Concentracin del soluto en el solvente 1

C2 C2 : Concentracin del soluto en el solvente 2

EMBED PowerPoint.Slide.8

ml de Titulante de NaOH nAohHCl

pH

1/C1 =+K t + 1 / C0

t1/2 =0,693

K

EMBED PowerPoint.Slide.8

pH = -log (H3O+ (

F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007

_1255691539.ppt

ACLARACIN En el mundo qumico existen compuestos acdicos expresados de otra forma distinta al carboxiloR-COOH

Ejemplo1: La acidez de un barbitrico

O H | N CO=C CH2 N C | || H O

TAUTOMERA

Hidrgeno acdico

H O | || N CO=C CH2 N C | || H O

_1120506770.ppt

Log A

Tiempo (h)

- 2,303

Constante de Eliminacin

(x1,y1)

(x2,y2)

m

= -----

= m

y2 - y1 x2 - x1

Log A0