Universidad Autónoma de CoahuilaFacultad de Ciencias Químicas Laboratorio de Termodinámica Práctica 2: ‘’DISTRIBUCION DE ACIDO ACETICO ENTRE AGUA Y ETER (BENCENO) ’’ Dr. José concepción Escobedo Bocardo EQUIPO #4 JUANITA ARACELI CERDA CORTINAS ANA PALOMA DE JESUS GONZALES GARCIA LYNDON HUMBERTO DURON SANCHEZ LUIS REY PERALTA SANCHEZ ANDREA MARLENE MIRELES RAMOS FRANCISCO BOTELLO VAZQUEZ EDGAR ULISES MENDEZ CAMPOS RODRIGO ROSALES PICON 23 de septiembre del 2013 La ecuación para la distribución del soluto entre los dos solventes. por ionización. puede escribirse: CH 3COOH (1) CH 3 COOH ( 2) La constante de equilibrio para esta reacción es: . La muy ligera ionización del ácido acético en el agua no es significativa. En una el soluto tiene la misma forma molecular en ambos solventes. En la otra el soluto está asociado en moléculas dobles en uno de los solventes. Designemos un solvente como fase 1 y al otro solvente como fase 2. TEORIA: Si una porción de una solución conteniendo soluto A es agitada con una porción de un segundo solvente. pero hay asociación en moléculas dobles en el benceno. No hay asociación del soluto ni en agua ni en éter. el cual es inmiscible con el primer solvente pero en el cual A es soluble. La distribución puede ser complicada. cuando no hay asociación.OBJETIVO: El propósito de este experimento es el estudio de la distribución de un soluto entre dos solventes inmiscibles. en algunos casos. El proceso de formación de moléculas dobles en solventes que no contienen oxígeno es característico de muchos ácidos orgánicos. Como soluto usaremos ácido acético y como par de solventes usaremos éter-agua o benceno-agua. disociación o asociación del soluto en uno o ambos de los solventes. En este experimento consideraremos solamente dos situaciones simples. se encuentra que en el equilibrio las concentraciones de soluto en los dos solventes están relacionadas por un tipo especial de constante de equilibrio. Varias cantidades de soluto son llevadas al equilibrio en varios volúmenes de los dos solventes. la ecuación (1) dará una serie de valores constantes de K. . no se obtiene una serie de valores constantes usando la ecuación (1) pero se obtiene usando la ecuación (2). sabremos que la asociación ha tenido lugar en la fase 2.K C2 C1 (1) En la cual C representa la concentración del ácido. Las concentraciones de soluto en los solventes son sustituidas en estas ecuaciones. La constante K es llamada usualmente coeficiente de distribución. Si no ocurre asociación y si no hay otros factores de complicación. son solamente las concentraciones de soluto las que deben satisfacer la expresión de la constante de equilibrio. la ecuación para la distribución puede escribirse como: 2CH 3 COOH (1) CH 3 COOH ( 2 ) Y la expresión para la constante de equilibrio es: K C2 C12 (2) Las ecuaciones (1) y (2) son usadas para comprobar la asociación en un experimento de distribución. De la misma forma que otras constantes de equilibrio. Si. su valor cambia con la temperatura. Si hay asociación en moléculas dobles en la fase 2. por otra parte. Deberá notarse que ni la ecuación (1) ni la ecuación (2) establecen algo acerca de las cantidades relativas de los dos solventes. X3. Sabemos empíricamente que el uso de solvente extractor en pequeñas porciones produce una mucho más eficiente extracción que el uso de un mismo volumen de solvente en una porción extractora. Esto se demuestra matemáticamente de la ecuación (1).El proceso de distribución de un soluto entre solventes inmiscibles se utiliza en experimentos de extracción. Limitemos nuestras consideraciones al caso simple cuando no ocurre asociación. Designemos al volumen de solvente 2 como v mililitros. etc. Designemos la cantidad de soluto que permanece sin extraer en el solvente 1 después de cada extracción por los símbolos X1. tendríamos: X1 X 0 V Kv V (4) La repetición de este proceso lleva a la cantidad que permanece sin extraer después de n extracciones: V Xn X0 Kv V n (5) . Puesto que las concentraciones se expresarían en gramos por mililitro. X2. y agitemos esta solución con porciones sucesivas de solvente 2. la sustitución en la ecuación (1) conduciría a: K X 0 X1 / v X1 /V (3) Resolviendo la ecuación (3) para X1. Llamemos X0 a los gramos de soluto en V mililitros de solvente 1. particularmente en química orgánica. solución de ácido acético 0. Descargue la .125N. Pipetee cantidades iguales de ácido 0.125N en otros embudos y agregue 50 ml. la ecuación (5) puede reagruparse dando: Xn V X 0 Kv V n (6) El procedimiento de extracción y el efecto de usar una cantidad dada de solvente extractor en un número de pequeñas porciones se estudiará en este experimento agitando una solución de ácido acético en éter con agua. hidróxido de sodio 0.1N. vasos de precipitados. soporte y pinzas para bureta.5N original prepare soluciones 0.25N y 0.). del ácido acético 0. indicador de fenolftaleína. de éter en cada uno. se dividirá en tres porciones. A partir del ácido acético 0. Una vez que se alcanza el equilibrio (10-20 min. bureta. de éter dentro del primer embudo de separación. En un caso el agua es usada en una porción. drene la fase acuosa en un vaso de precipitados cuidando que solamente sea esta fase la drenada. PROCEDIMIENTO: Para mejores resultados.25N y 0. ácido acético glacial. EQUIPO Y REACTIVOS: Tres embudos de separación. el experimento debe llevarse a cabo a temperatura constante.5N. Pipetee 50 ml. Agite ocasionalmente y después de cada agitación destape el embudo para desalojar los gases formados. éter (benceno). pipeta de 5 ml.Si es necesario conocer la fracción sin extraer después de n extracciones.5N y 50 ml. en la otra.. Estas normalidades solo necesitan ser aproximadas. puesto que las concentraciones de equilibrio serán determinadas por titulación con base estándar. son vaciados en un matraz Earlenmayer. Para el estudio de las tres porciones. Titule por duplicado porciones de 10 ml. de esta solución es mezclada con 45 ml. de la solución de éter son mezclados con los primeros 15 ml. REPORTE a) Use los datos de las tres soluciones ácidas en el par agua-éter para calcular el coeficiente de distribución por medio de la ecuación (1). Entonces los 15 ml. Prepare 250 ml. El procedimiento se repite con los terceros 15 ml. de agua hasta que se alcanza el equilibrio. y llenando hasta la marca con éter (esta solución sirve para dos grupos). Cuando se usa una porción. El agua de la primera extracción y el agua combinada de las tres extracciones son asimismo tituladas para el ácido acético con base estándar. de la solución acuosa. el procedimiento es similar al descrito anteriormente. de la porción de agua. Las pérdidas de algo de fase acuosa y etérea cuando se descarga la porción interfacial no afectan los resultados. la fase acuosa es vaciada en el matraz Earlenmayer que contiene los primeros 15 ml. de cada fase con NaOH 0.porción interfacial y deje la fase etérea en el embudo de separación. los 45 ml. de ácido acético 0. de las fases con base estándar.(a) El agua usada en una porción y (b) El agua usada en tres porciones de 15 ml. Se agregan entonces otros 15 ml. y esta porción se lleva al equilibrio con la fase etérea. los cuales constituyen la capa inferior en el embudo de separación. cada una. Esta solución puede prepararse midiendo el volumen apropiado de ácido acético glacial con una bureta y depositándolo en un matraz volumétrico de 250 ml. de agua. de agua al embudo.5N en éter par uso en los estudios de extracción. (Nconc)(Vconc) = (Ndil)(Vdil) . de agua. Puede hacerse una comparación de la cantidad de ácido acético extraído por el agua de los dos procesos. Una vez logrado esto. Una porción de 45 ml.1N. El ácido acético en la fase etérea para los dos procesos es determinado titulando porciones de 10 ml. 027522 0.42 .5 2.7 20.5 0. gastados) 60 C1 50ml. .7 10. de NaOH Promedio 0.65 6.25 0.5.5 22.015 0.125 Se obtiene que: N 0.002478 0.8 18.125 0.125 C1 0.125 11.25 1.000762 C (gr.) 0.006738 Con los valores calculados C1 y C2 es posible conocer las contantes de equilibrio .6 6 6.0075 C2 0. C C2 C C1 con N= .85 .03 0.013602 0.1(ml.714 Normalidad ml.5 12.25 0.resultados Normalidad mL de ácido acético .35 Para calcular las concentraciones: 0. 1000 ml. /ml.65 0. 1000 N 60 gr.25 y .001398 0. C(gr.002266 0. de la solución de éter fueron mezclados con los 45 ml.481 0.03 0.25 0.0571 6959. Utilizamos la siguiente ecuación para calcular las normalidades 0.462 0./ml 1 8. C 1000 ml.1(ml.02886 3 17 0.125 K= C2/C1 11.N 0. Calcule las cantidades extraídas.02773 Considerando que V1 y V2 = 45 ml.8425 K=C2/C12 4482.1065 9. una porción y tres porciones./ml) N gr./ml.03 0. Al emplear estas ecuaciones con las distintas normalidades obtenemos los siguientes valores: Fase acuosa Fase eterea # Extracc. OH N gr. Podemos utilizar las siguientes ecuaciones . ml.7296 8.03777 0. Y para calcular las cantidades extraidas utilizamos: N 60 gr.3565 b) Usando las ecuaciones (5) y (6) calcule los gramos de ácido acético sin extraer cuando los 45 ml.5 0.01888 0.6664 11604.5 0. NaOH) N 45 ml. de agua en ambos casos.001132 0. así como las fracciones extraídas y sin extraer en ambos casos. 25 9. A partir de la fórmula del coeficiente de .002266 0.0571 0.4339 0.1 X0 n V1 X n K V2 Xn V1 X 0 KV2 V1 n Y asi obtenemos: #Extacc. es recomendable repetir el proceso de extracción con nuevas cantidades de disolvente de extracción. X0 Xn V1 V2 K Xn/X0 1 0. variable en función de su coeficiente de reparto entre los dos disolventes implicados.7296 6959. para optimizar su separación.6664 0. d) Sugiera alguna otra forma de llevar a cabo el experimento con el propósito de mejorarlo REPETICIÓN DEL PROCESO DE EXTRACCIÓN Después de una primera extracción se produce un reparto del compuesto a extraer entre el disolvente de extracción y la fase inicial.3391 c) Compare los valores experimentales con los cálculos a obtenidos través de la ecuación.8425 11604.9622 3 0. N K= C2/C1 K=C2/C12 0.1065 4482.02886 45 45 0. Como la fase inicial suele contener aún una cantidad del compuesto a extraer. Para estos cálculos utilice el valor del coeficiente de distribución obtenido en la primera parte del experimento.03922 0.125 8.5 11.001132 0.3565 Comparando los resultados obtenidos en el experimento y los de la ecuación se puede concluir que el acido acético en la fase acusa tiene más afinidad.02773 45 45 0. Después de poner en contacto el disolvente y la mezcla se obtienen dos fases líquidas que reciben los nombres de extracto y . f) ¿En que procesos industriales se puede emplear la extracción liquidoliquido? La extracción liquido-liquido es una operación unitaria de transferencia de materia basada en la disolución de uno o varios de los componentes de una mezcla (líquida o que formen parte de un sólido) en un disolvente selectivo. “mejor muchos de poco que pocos de mucho”. que selectivamente extrae uno o más de los componentes de la mezcla. e) explique que es el coeficiente de extinción molar absorvancia=( e ) ( C ) (L) Esta relación se conoce como Ley de Beer-Lambert y permite corregir la dependencia de la concentración y otros factores operacionales al comparar distintos compuestos.cm-1). Consiste en poner una mezcla líquida en contacto con un segundo líquido miscible. cuanto mayor sea el número de extracciones con volúmenes pequeños de disolvente de extracción. Representa a cada longitud de onda la capacidad que tienen una sustancia de absorber la radiación electromagnética. o dicho de otra forma. Por lo tanto. El líquido que se emplea para extraer parte de la mezcla debe ser insoluble para los componentes primordiales. Se emplea en la refinación de aceites lubricantes y de disolventes. mayor será la cantidad de producto extraído. En donde e =coeficiente de extinción molar molar (M-1. en la extracción de productos que contienen azufre y en la obtención de ceras parafínicas.reparto es muy fácil demostrar que es más eficiente una extracción con n porciones de un volumen V / n de disolvente de extracción que una sola extracción con un volumen V de disolvente. y que al observar la afinidad del soluto hacia la fase acuosa se . en tal caso el uso de la destilación no es muy recomendado. • Separación de metales pesados (Ni. el líquido residual de donde se separó el soluto es el refinado. • Extracción de Penicilina y Proteínas. Lyndon Humberto Israel Duron Sanchez * Se puede decir que el coeficiente de distribución está en función de la actividad de los solutos en cada uno de los solventes. Xilenos) de las parafinas con Tetrametileno sulfona. Aplicaciones: • Extracción de compuestos aromáticos y naftenicos para la producción de aceites lubricantes.refinado. El producto de la operación. • Separación de aromáticos (Benceno. Cu. Tolueno. es decir cuando el potencial químico del componente con extractor es igual al segundo y por lo tanto la velocidad de transferencia de masa es mas lenta. CONCLUCIONES *Este método es muy efectivo en casos donde se encuentra una mezcla de 2 liquidos miscibles entre si y el punto de ebullición entre los 2 es muy parecido. Zn. mientras que en el límite de un sistema inmiscible se puede suponer que las componentes son completamente incompatibles. • Recuperación de Uranio.…) de efluentes acuosos con ácidos ó aminas. Se demostró que el tiempo es escencial en la eficacia de separación ya que se extrajo mas acido acetico en 3 lavados de 15 ml de acido de 20 minutos cada uno que en uno de 50 ml de 20 minutos . Nos dimos cuenta que un cambio de temperatura en el sistema puede afectar la solubilidad de uno de los reactivos e influye por lo tanto en la extracción completa del mismo. rico en disolvente se llama extracto. Para separar uno de los componentes de la mezcla se usa un reactivo que es soluble en uno de los componentes el cual debe ser selectivo. al introducirse en la mezcla se debe esperar a que el sistema llegue al equilibrio. De demostró que es más eficiente una extracción liquido-liquido en n porciones de un volumen V / n de disolvente de extracción que una sola extracción con un volumen V de disolvente. Ana Paloma de Jesús Gonzales García . Para esta extracción se lleva a cabo eficientemente es necesario que la sustancia A la cual se desea separar de la sustancia B sea soluble en la tercer sustancia que se agregara e inmiscible en la sustancia B. Se observó que la solubilidad es afectada por la temperatura y que la presión no influye para nada debido que son líquidos con los que se está trabajando.concluye que el solvente extractor es el agua al tener mayor cantidad de acido acético disuelta. Luis Rey Peralta Sanchez * La extracción liquido-liquido se recomienda llevar a cabo cuando las sustancias que se desean separar tienen puntos de ebullición muy cercano.
Report " Distribucion de Acido Acetico Entre Agua y Benceno"