Ensayo Informe De Laboratorio

UNIVERSIDAD METROPOLITANA

FACULTAD DE CIENCIAS Y ARTES

DEPARTAMENTO DE QUIMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA II

FECHA: 20/01/2011

INFORME No. 2

NOMBRES: Jorge De Sousa; carnet # 200909710

Javier León; carnet # 200903290

Determinación de una constante de equilibrio por espectrofotometría.

Uso del Spectronic Genesys

Para esta práctica se planea obtener el valor matemático de la constante de equilibrio de la reacción 〖Fe〗^(+3)+〖SCN〗^-⟷〖Fe(SCN)〗^(+2) a través del uso del espectrofotómetro, el cual es un aparato que mide la longitud de onda de una celda que contiene al ion monotiocianato férrico (〖Fe(SCN)〗^(+2)). El espectrofotómetro se basa en la ley de Beer-Lambert la cual dice que hay una relación exponencial entre la transmisión de luz a través de una sustancia y la concentración de la sustancia, así como también entre la transmisión y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa, si se conoce la longitud de onda y el coeficiente de absorción se puede determinar la constante de equilibrio a través de la cantidad de luz transmitida.

Las variables a analizar en esta práctica son el coeficiente de extinción molar o coeficiente de absorción (ε), la longitud de la celda ( l = 1 cm) , la absorbencia y la trasmitancia. La absorbencia o densidad óptica es la capacidad de absorción de la luz de un elemento óptico para una longitud de onda determinada, esta viene siendo la relación logarítmica de la intensidad de luz incidente entre la intensidad e luz transmitida. El coeficiente de absorción o el coeficiente de extinción es un parámetro que define cuan fuertemente una sustancia absorbe la luz. El valor del coeficiente de absorción varía según los materiales absorbentes y con la longitud de onda para cada material en particular. Se suele determinar experimentalmente. La trasmitancia se define como la fracción de luz incidente, a una longitud de onda especificada, que pasa a través de una muestra.

Tabla de constantes físicas y grados de toxicidad de los reactivos

Pictograma Frases R Grado de Toxicidad Propiedades Físicas

Fe(NO3)3(ac)

R 8: Peligro de fuego en contacto con materiales combustibles.

R 34: Provoca quemaduras.

DL50 / oral / rata = 3250 mg/kg

Estado físico: Sólido Color: Amatista pálido.

Pto. De fusión: 47 ºC Densidad Relativa: 1,68 g/cm3

KSCN(ac)

R20 Nocivo por inhalación.

R21 Nocivo en contacto con la piel.

R22 Nocivo por ingestión

R52 Nocivo para los organismos acuáticos.

R53 Puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente acuático.

DL 50 / oral / rata = 854 mg/Kg Estado físico: Sólido Color: incoloro

Pto. De fusión: 175 ºC Densidad Relativa:1,89 g/cc

El grado de toxicidad de una sustancia se mide por la siguiente tabla:

Categoría DL50 oral/rata (mg/Kg) DL50 cutánea

rata o conejo

(Mg/Kg). CL50

Inhalada en rata

(mg/L)

Muy toxicas <20 <50 <0.50

Toxicas 25-200 50-400 0,50-2

Nocivas 200-2000 400-2000 2-20

DL50: dosis letal media; CL50: concentración letal media

Cálculos

IO: intensidad de luz incidente

log⁡〖IO/I=K*C〗 . Ecuación de la ley de Beer´s I: intensidad de luz transmitida

log⁡〖IO/I=ε*c*ι〗 . Ecuación de la ley Berr-Lambert K, Ɛ: Coeficiente de extinción

L: Longitud de la celda

ε: coeficiente de absorción

A=log⁡〖IO/I=ε*ι*C〗 . C: Concentración del producto

La densidad óptica o absorbancia es igual al producto del coeficiente de absorción por la longitud de la celda por la concentración.

Se sabe que la transmitancia es el logaritmo entre I/IO la relación que existe entre esta y la densidad óptica es:

log⁡〖I/IO=T⇒T=〖10〗^(-A) 〗⇒T=〖10〗^(-ε*ι*C)

%T=log⁡〖I/IO*100〗

Hipótesis.

A través del uso de los espectrofotógrafo se quiere encontrar el valor matemático de la constante de equilibrio de una reacción de 〖Fe〗^(+3)+〖SCN〗^-⟷〖Fe(SCN)〗^(+2). El espectrofotómetro funciona basado en la ley de Beer-lambert la cual relaciona la intensidad de luz entrante en un medio con la intensidad saliente después de que en dicho medio se produzca una absorción de la luz. Todo esto es en función de: expresar la región absorbente y la concentración de la especie. El valor de la constante de equilibrio se puede determinar teóricamente a través del cálculo de la concentración del producto a través del reactivo limitante ya que se tienen las concentraciones de los reactivos y se sabe que uno estará en exceso. Experimentalmente se calculara el valor del coeficiente de absorción (ε) siendo este la variable a analizar en esta practica, el procedimiento consiste en agregar cantidades variables de una solución conteniendo Fe3+ a un volumen conocido de solución conteniendo SCN-. Al aumentar la cantidad de Fe3+ agregado, aumenta la concentración de monotiocianato férrico, y la solución se torna cada vez más coloreada (es decir, aumenta su Absorbancia). La determinación se realiza a una longitud de onda donde el ion Fe (SCN)2+ es la única especie que absorbe. Según la ley de Lambert-Beer: A = ε.ι.[Fe(SCN)2+]eq sabiendo que la concentración se puede determinar manualmente se planea demostrar la relación del coeficiente de absorción y la constate de equilibrio a través de un grafico K vs A donde la pendiente de la recta será el valor del coeficiente de absorción (ε)

.

Tratamiento de residuos.

Al finalizar la práctica separe los productos en ácidos y básicos, luego deseche todos los productos en el desagüe y deje el agua correr.

Bibliografía

http://matematica.laguia2000.com/general/ley-de-beer-lambert

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_extinci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Beer-Lambert

http://www.lib.utexas.edu/chem/info/molabscoeff.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Transmitancia

Experimento, Resultados y Análisis

Parte 1: Se mezclo en 5 balones aforados de 25 ml las siguientes cantidades de cada uno de los compuestos presentados según la siguiente tabla:

Balón aforado

(25 ml) KSCN(ac)

0,0020 M Fe(NO3)3(ac)

0,20 M HNO3

0,05 M

1 5 ml 5 ml 15 ml

2 4 ml 5 ml 16 ml

3 3 ml 5 ml 17 ml

4 2 ml 5 ml 18 ml

5 1 ml 5 ml 19 ml

De cada balón se tomo una muestra, la cual se usaría para medir la absorvancia de la sustancia para cada caso, esto utilizando el espectrofotografo a una intensidad de luz constante de 440 nm obteniendo los siguientes resultados:

Resultados 1:

Para calcular la concentración de FeSCN+2 se utilizo el siguiente procedimiento matemático: Se multiplico la concentración y el volumen del reactivo limitante (KSCN), a este resultado se le dividió el volumen total de solución, dando la concentración del complejo de hierro como resultado de esta división.

Ejemplo: en el primer balón aforado

5ml de SCN- * (0,0020 M) = 0.01

0,01 / 25ml = 0,0004

Muestra Concentración de FeSCN+2 Absorvancia

1 0,0004 1,387

2 0,00032 1,063

3 0,00024 0,811

4 0,00016 0,522

5 0,00008 0,216

A partir de estos resultados podemos plantear la siguiente grafica:

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