Determinación de los parámetros termodinámicos del equilibrio del zwitterion rodamina β lactona

[pic 1]  Instituto Politécnico Nacional[pic 2]

Unidad Profesional Interdisciplinaria De Biotecnología.

Laboratorio de electroquímica I

Grupo 3MV2

Practica 4 - Determinación de los parámetros termodinámicos del equilibrio del zwitterion rodamina β lactona.

Profesores:

Castillo Ortiz Alberto

Ramírez Chan Daniel Enrique

Integrantes.

Amador Netzahualcóyotl Areli Itzel.

Berzunza Figueroa Ricardo Ismael

De La Paz Gallardo Daniel Damián

Loredo Guzmán Enrique  

Maciel López Diego Eduardo

Fecha de entrega: 23/10/2023

Objetivos

Determinar la longitud de onda de máxima absorción de la rodamina β en etanol Determinar los valores de  para la reacción en equilibrio de la Rodamina β lactona-Zwitterion. Determinar el efecto de la temperatura sobre el equilibrio de la Rodamina β lactona-zwitterion. Determinar la importancia del solvente para el equilibrio de la Rodamina β lactona-zwitterion.[pic 3]

Resultados

Para la determinación de la longitud de onda de máxima absorción de la rodamina β en etanol es necesario analizar las longitudes de onda obtenidas del espectrofotómetro comprendidas entre 500 a 600 nm utilizando como blanco el etanol puro.

Figura 1. Datos obtenidos por el espectrofotómetro que relacionan la longitud de onda con la absorbancia máxima.

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Figura 2. Gráfico representativo de los datos obtenidos por el espectrofotómetro que relacionan la longitud de onda con la absorbancia máxima

Como es posible ver en la figura 1 y la figura 2 el nivel de absorbancia más alto se da en la longitud de onda 542, por lo que esta es la longitud de onda de máxima absorción para el colorante.

Posteriormente se presenta la tabla que compara la temperatura y la absorbancia de solución de rodamina β de concentración  [pic 5]

Figura 3. Tabla con las temperaturas y absorbancias medidas respectivas dentro del espectrofotómetro

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Figura 4. Gráfica de dispersión de temperatura vs absorbancia

En la figura 4 puede observarse como a medida que la temperatura aumenta la absorbancia del colorante empieza a decrecer.

De la ley de Lambert-Beer tenemos que la absorbancia está dada por:

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A= absorbancia de la solución

ε = coeficiente de extinción molar para la especie colorida (zwitterion) 13.0 x 104 .[pic 8]

b = diámetro de la celda en [pic 9]

Z = concentración de la especie colorida en   [pic 10]

De manera que despejando se obtiene

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Para obtener la concentración de la lactona presente en el equilibrio se va a utilizar el método ICE, este se puede emplear ya que se trata de un problema de equilibrio químico.

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Se determinan las concentraciones iniciales de todos los reactivos y productos antes de que comience la reacción. Si no se proporcionan, se asumen como cero a menos que se indique lo contrario.

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Calcular cómo cambian las concentraciones de los reactivos y productos durante la reacción.

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Usar los cambios calculados para determinar las concentraciones en el estado de equilibrio.

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De esta manera se obtiene que la concentración de lactona es

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Donde

 = concentración de la solución de rodamina β en   [pic 22][pic 23]

 = concentración de zwitterion en   [pic 24][pic 25]

Calculando la concentración de lactona para cada concentración de zwitterion:

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Para calcular la constante de equilibrio se utiliza la siguiente ecuación

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Donde:

 = constante de equilibrio [pic 32]

[Z] = concentración de zwitterion presente en el equilibrio en    [pic 33]

[L] = concentración de lactona presente en el equilibrio en   [pic 34]

Al estar variando la temperatura, las concentraciones están cambiando, por lo tanto, se realizarán el cálculo de cinco constantes de equilibrio

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Ahora con las constantes de equilibrio ya calculadas es posible calcular la energía libre de Gibbs por medio de la siguiente fórmula

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Donde

 = cambio de energía libre de Gibbs estándar en [pic 41][pic 42]

R = constante de los gases ideales en [pic 43]

T = temperatura en   [pic 44]

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De manera que se pueden representar los datos obtenidos hasta ahora en la siguiente tabla:

Figura 5. Datos calculados de la energía libre de Gibbs para cada constante de equilibrio

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