Cristal violeta

Cristal violeta

Synthesis of pyrrole derivatives through a 1,3-dipolar cicloaddition.

Autor 1: Nombre Apellido1 Apellido2 Autor 2: Nombre Apellido1 Apellido2, Autor 3: Nombre Apellido1 Apellido2

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Correo-e: ejemplo@org.es

Resumen— en esta práctica se determinó la velocidad de reacción del cristal violeta con el hidróxido de sodio, para esto se mantiene la concentración constante de un reactivo y mientras que la otra se varía. La reacción fue monitoreada por medio de la absorbancia de la solución cada 5 segundos, usando un espectrofotómetro. Los datos fueron tabulados y analizados estadísticamente obteniendo resultados positivos en la práctica.

Palabras clave— cristal violeta, velocidad, absorbancia, concentración.

Abstract--- in the practice of the reaction rate was determined by crystal violet sodium hydroxide, to the constant concentration of this reagent is maintained and while the other is varied. The reaction was monitored by the absorbance of the solution every 5 seconds, using a spectrophotometer. Data were tabulated and analyzed statistically positive results in practice

Key Word — crystal violet, speed, absorbance, concentration..

INTRODUCCIÓN

El cristal violeta también llamado violeta de metilo es el nombre dado a un grupo de compuestos químicos empleados como indicadores de pH y colorantes.

La reacción entre el cristal violeta y el hidróxido de sodio puede ocurrir a través de un mecanismo SN1 o un SN2 (tetraedral). El mecanismo SN1 que corresponde a una sustitución nucleofílica unimolecular. Ocurre a través de un intermediario catiónico, por lo que solamente se involucra un reactivo en el paso determinante y la reacción es de orden uno. La cinética de tal reacción solo dependerá de la concentración del sustrato que forma al carbocatión y no de la concentración del nucleófilo OH¯, la velocidad de reacción con respecto al nucleófilo sería cero.

El mecanismo SN2 tetraedral ocurre en un solo paso concertado, por lo que requiere de la participación de los dos reactivos involucrados en la sustitución nucleofílica y la reacción es de orden 2. La cinética de tal reacción dependerá de la concentración tanto del sustrato como del nucleófilo OH¯. Un medio iónico eleva la energía del estado de transición y hay una disminución en la velocidad de reacción.

Cuando a una reacción de segundo orden se le agrega uno de los reactivos en exceso, este prácticamente permanecerá constante con respecto al otro y la cinética de la reacción será ahora de pseudoprimer orden.

En este documento se expondrá una reacción de orden 2, ya que uno de los compuestos en este caso el hidróxido de sodio estará en exceso.

CONTENIDO

Materiales

Celdas equivalentes

Solución de cristal violeta 1*10-4 M

Hidróxido de sodio 0,1N

SHIMADZU UV- 1700

Pipetas

Procedimiento

Se prepararon 6 soluciones, en 3 de ellas se agregó 1ml del cristal violeta, y se varió el agua y el hidróxido, en las otras tres soluciones se tomó 1ml de hidróxido y se varió la concentración de agua y del cristal violeta.

Las soluciones preparadas se encuentran en la siguiente tabla:

Solución Volumen del cristal Volumen del hidróxido Volumen del agua

1 1ml 0,5ml 1,5ml

2 1ml 1ml 1ml

3 1ml 1,5m 0,5ml

4 0,5ml 1ml 1,5ml

5 1,2ml 1ml 0,8ml

6 1,5ml 1ml 0,5ml

Tabla 1.soluciones preparadas en la práctica.

Para determinar la velocidad de reacción del cristal violeta se usó un espectrofotómetro SHIMADZU UV- 1700, el cual se calibro con agua a una longitud de 190nm y se justo para que tomara cada 5 segundos la absorbancia de las soluciones obteniendo los siguientes resultados.

Para la solución número 1

Tiempo (seg) Absorbancia

5 0,2290

10 0,2241

15 0,2250

20 0,2223

25 0,2172

30 0,2142

35 0,2114

40 0,2081

45 0,2056

50 0,2027

55 0,2005

60 0,1974

65 0,1949

70 0,1926

75 0,1896

80 0,1871

85 0,1848

90 0,1823

95 0,1799

100 0,1773

Tabla 3.absrbancia cada 5 segundos de la solución 1, es decir la que contiene 1ml de cristal violeta, 1,5ml de agua y 0,5 ml de hidróxido.

Figura 1. Absorbancia Vs tiempo de la solución 1.

Para la solución numero 2

Tiempo (seg) Absorbancia

5 0,2087

10 0,2010

15 0,1964

20 0,1908

25 0,1863

30 0,1809

35 0,1767

40 0,1717

45 0,1670

50 0,1625

55 0,1582

60 0,1538

65 0,1500

70 0,1460

75 0,1422

80 0,1382

85 0,1346

90 0,1310

95 0,1276

100 0,1241

Tabla 3.absrbancia cada 5 segundos de la solución 2, es decir la que contiene 1ml de cristal violeta, 1,0ml de agua y 1 ml de hidróxido.

Figura 2. Absorbancia Vs tiempo de la solución 2.

Para la solución numero 3

Tiempo (seg) Absorbancia

5 -0,0601

10 -0,0601

15 -0,0601

20 -0,0601

25 -0,0601

30 -0,0601

35 -0,0601

40 -0,0601

45 -0,0601

50 -0,0601

55 -0,0601

60 -0,0601

65 -0,0601

70 -0,0601

75 -0,0601

80 -0,0601

85 -0,0601

90 -0,0601

95 -0,0601

100 -0,0601

Tabla 4.absrbancia cada 5 segundos de la solución 3, es decir la que contiene 1ml de cristal violeta, 0,5ml de agua y 1,5 ml de hidróxido

Figura 3. Absorbancia Vs tiempo de la solución 3.

Para la solución numero 4

Tiempo (seg) Absorbancia

5 0,1110

10 0,1086

15 0,1047

20 0,1017

25 0,0991

30 0,0965

35 0,0940

40 0,0915

45 0,0893

50 0,0869

55 0,0847

60 0,0824

65 0,0803

70 0,0781

75 0,0760

80 0,0740

85 0,0721

90 0,0702

95 0,0684

100 0,0665

Tabla 5.absrbancia cada 5 segundos de la solución 4, es decir la que contiene 0,5ml de cristal violeta, 1,5ml de agua y 1 ml de hidróxido

Figura 4. Absorbancia Vs tiempo de la solución 4.

Para la solución número 5.

Tiempo (seg) Absorbancia

5 0,2341

10 0,2322

15 0,2322

20 0,2311

25 0,2270

30 0,2232

35 0,2180

40 0,2135

45 0,2087

50 0,2027

55 0,1979

60 0,1926

65 0,1871

70 0,1823

75 0,1773

80 0,1723

85 0,1675

90 0,1630

95 0,1584

100 0,1538

Tabla 6.absrbancia cada 5 segundos de la solución 5, es decir la que contiene 1,2ml de cristal violeta, 0,8ml de agua y 1 ml de hidróxido

Figura 5. Absorbancia Vs tiempo de la solución 5.

Para la solución número 6

Tiempo (seg) Absorbancia

5 0,3999

10 0,3999

15 0,3999

20 0,3999

25 0,3999

30 0,3999

35 0,3999

40 0,3999

45 0,3999

50 0,3999

55 0,3999

60 0,3999

65 0,3999

70 0,3999

75 0,3999

80 0,3999

85 0,3999

90 0,3999

95 0,3999

100 0,3999

Tabla 7.absrbancia cada 5 segundos de la solución 6, es decir la que contiene 1,5ml de cristal violeta, 0,5ml de agua y 1 ml de hidróxido

Figura 6. Absorbancia Vs tiempo de la solución 6.

Para determinar la velocidad de reacción en cada solución es necesario conocer la concentración del cristal violeta en cada tiempo en el que se tomó la absorbancia, para esto primero debemos de hallar la absortividad molar del cristal violeta utilizando la ley de beer, ya que inicialmente se tomó la absorbancia del cristal violeta la cual era de 0,6390

A=bCε

Despejando la absortividad molar se obtiene

ε=A/bC

Dónde:

A= 0,6390

b= 1cm

C=1*10-4M

Por lo tanto la absortividad molar es 6390 cm-1M-1

Para determinar la concentración de cada solución se divide la absorbancia sobre la absortividad molar, después de tener estas concentraciones se graficará concentración en contra del tiempo para obtener la velocidad de cada reacción.

Con la concentración d cristal violeta constante e hidróxido variable

Para la solución 1

Tiempo (seg) Concentración

5 3,58*10-5

10 3,51*10-5

15 3,52*10-5

20 3,48*10-5

25 3,40*10-5

30 3,35*10-5

35 3,31*10-5

40 3,26*10-5

45 3,22*10-5

50 3,17*10-5

55 3,14*10-5

60 3,09*10-5

65 3,05*10-5

70 3,01*10-5

75 2,97*10-5

80 2,93*10-5

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