13B-2 GUÍA DE PRÁCTICAS FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA FISICOQUÍMICA II AUTOR Magíster Q.F. Hugo Gilberto Villanueva Vílchez Q.F. Freddy Guevara Ortega INTRODUCCIÓN La presente guía es un intento de aportar al estudiante de Farmacia y Bioquímica de la Universidad Norbert Wiener una serie de experimentos didácticos y aleccionadores que pueda reproducir y analizar con ayuda del profesor. Para ello cada práctica ha sido cuidadosamente diseñada para orientar al alumno en su futura tarea profesional dotándolo de los raciocinios teóricos y prácticos con algunas situaciones problemáticas al final de cada capítulo. La elección de los temas se ha realizado en concordancia con la necesidad profesional, sin descuidar las bases científicas que tiene esta ciencia que coordina el rasgo físico con la tarea del dominio químico y sus diferentes enfoques. La demostración de cada principio tiene la posibilidad de dejar abierta la discusión del resultado y establecer una dinámica que proyecte la interacción grupal. Sin embargo cualquier sugerencia a la presente guía será bienvenida en el afán del mejoramiento continuo y la posibilidad de enriquecer la didáctica del sistema de enseñanza. F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 2 I. PRACTICA Nº 1 DETERMINACION EXPERIMENTAL DEL pH 1.1 MARCO TEÓRICO DEFINICION DE pH: Es el logaritmo de la recíproca de la concentración de iones hidronio ([H3O+] ó el logaritmo negativo de la concentración de los iones hidronio. pH = log 1 / [ H3O+ ] pH = - log [H3 O+] La concentración de iones hidronio está expresado en unidades de molaridad o mol/lt. 1.- EXPRESIONES MATEMATICA DE pH.a. Producto Iónico del Agua (Kw).Kw = [H3O+] x [ -OH] Kw = 10 – 14 PKw = 14 b. Ecuación de pH para un Acido Fuerte: HCl + H2O → H3O+ + CI- F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 3 pH = -log [H3O+ ] c.- Ecuación de pH para una Base Fuerte: NaOH + H2O → - OH + Na+ pOH = pH = -log [ -OH] pKw pOH d.- Ecuación de pH para un Acido Débil: AcH + H2O ↔ H3O+ + Ac- pH = 1/2 pKa - 1/2 log C e.- Ecuación de pH para una Base Débil: NH3 + H2O ↔ NH4+ + - OH pH = pKw - 1/2pKb + 1/2 log C F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 0 a 9.8 a 4.4 2.0 8.6 a 6.0 4..9 a..3 MATERIALES Y EQUIPOS PAPELES INDICADORES ESCALA DE CLARK Y LUBS Y POTENCIOMETRO a. 1.EQUILIBRIO HIDROLITICO.INDICADORES Azul de Timol Azul de Brofenol Rojo de metilo Azul de Bromotimol Azul de Timol (2 etapa) COLOR COLOR H+ OHRojo Amarillo Rojo Amarillo Amarillo Amarillo Azul Amarillo Azul Azul INTERVALO DE 1.2 COMPETENCIAS Esta práctica tiene como objetivo determinar en forma experimental el pH de una sustancia. AcNH4 + H2O ↔ Ac.2 a 7..0 8.0 pH a 2.2 3.1 7.Método calorimétrico. aplicado diversos métodos. Ecuación de pH de una sal de Acido Débil y Base Débil. a. Junio 2007 .+ NH4 + + - OH + H3O + pH = 1/2 pKw + 1/2pKa - 1/2pKb 1.F-CV3-3B-2 Rev.5 ---------5.2 6.Método potenciométrico.6 PKIn 1. . F-CV3-3B-2 Rev. acción que se efectúa por el intercambio iónico de las sustancias químicas participantes el trabajo con el potenciómetro. el color obtenido se compara con la escala coloreado que indica el pH de la sustancia.0 9.5 . determinado el pH aproximado utilizando papel indicador de los colores siguientes: COLOR Azul Amarillo Rojo RANGO DE pH 0.0 5. Luego se procede a lavar el electrodo. De esta manera se podrá encontrar el pH aproximado correspondiente a la sustancia. el papel indicador de referencia se le agrega II gotas de la muestra problema. 2. 1.0 Luego.. se debe calibrar el instrumento con una solución reguladora. 5 13.4 PROCEDIMIENTO 1.5.5 .5 El potenciómetro a través de sus elementos electroquímicos transforma la energía química en eléctrica produciendo una fuerza electromagnética aproximadamente de 1 voltio.9. el cual es sumergido a continuación. en la muestra problema y se lee pH correspondiente.Método Colorimètrico: Se efectúa la selección del indicador adecuado.Método Potenciométrico: Primeramente. Junio 2007 . ¿Por qué el NH4Cl tiene pH Acido? 4. II. Fisicoquímico. ¿Por qué el acetato de sodio en solución tiene pH alcalino? 3. acético 0.6 CUESTIONARIO 1.1M 1. Addison Wesley (1996) LEVINE. Ed. ATKINS. Haga una lista del pH de los principales fluidos biológicos. Físicoquimica.1M NH3 0. Limusa (1990). ¿A que se denomina Hidrólisis de una sal? RESULTADOS -pH teorico Potenciómetro 2. 5.1M NH4Cl 0.1M A. HCl 0. Cecsa (1990).1M Sodio acetato 0. Ed. Fisicoquimica. Realizar un informe detallado de sus observaciones 1. Graw Hill de México (1998).1M NaOH 0. Ed. MARON y LANDO. PRACTICA Nº 2 DETERMINACION DEL pH DE PRESENTACIONES FARMACÈUTICAS F-CV3-3B-2 Rev.7 FUENTES DE INFORMACIÓN CASTELLAN. Junio 2007 . Mc. Fisicoquímico. Ed. Felasa (1993) DANIEL y ALBERTY. Fisicoquímico.6 1. Ed.5 Papel Ind. Jarabes. como el Yogurt. aplicado los métodos utilizados en la práctica anterior. El Acetato de sodio genera un pH ligeramente alcalino. Por todas estas razones y por la importancia de este parámetro Fisicoquímico que es el pH amerita todo una práctica para explicar los valores del pH en función del tipo de Fármaco o el alimento. Soluciones Inyectables. Champúes. 2. 2.7 2. vinos. Junio 2007 F-CV3-3B-2 .1 MARCO TEÓRICO Las Presentaciones Farmacéuticas lìquidas adquieren determinados valor de pH de acuerdo alas sustancias que contienen. Muchas sustancias de uso dietético. cerveza y gaseosas. El Bicarbonato de sodio genera un predominio de los Iones Hidroxilo. Los colirios por ejemplo deben de tener un pH de 7.3 • • MATERIALES Y EQUIPOS PAPELES INDICADORES ESCALA DE CLARK Y LUBS SOLUCIONES INDICADORAS Y Rev. Por Ejemplo el cloruro de Amonio en un Jarabe genera pH àcido. deben su pH a la presencia de ácido láctico y la fermentación es un Indicador de que un alimento puede estar descomponiéndose con una predominante acidez.2 cercano al líquido lacrimal. Yogurt.2 COMPETENCIAS Esta práctica tiene como objetivo hallar el pH de los siguientes productos: Cremas dérmicas. Colirios oftálmicos. ¿Explique químicamente la acidez del cloruro de amonio y la alcalinidad del Bicarbonato de sodio? F-CV3-3B-2 Rev. ¿La fermentación alcohólica que sustratos tiene para generar acido carbónico.4 PIPETAS BEAKERS MATRACES ERLEMEYERS PROCEDIMIENTO POTENCIOMETRO Se toma una cantidad considerable de la muestra a ser analizada en un Beaker y se procede de acuerdo la metodología utilizada en la práctica anterior.5 RESULTADOS Realizar un cuadro con los resultados obtenidos: Muestra pH [Iones OH-] [Iones H3O+] Sustancia Responsable del pH 2. Realizar la Reacción completa y la energía liberada? 3. ¿La Fermentación láctica que importancia tiene a nivel de Biotecnologìa? 2.6 CUESTIONARIO 1.8 • • • • 2. Junio 2007 . 2. Fisicoquimica. Ed. Ed. Fisicoquímico.7 FUENTES DE INFORMACIÓN CASTELLAN. Físicoquimica. Ed. Mc. III. Cecsa (1990). PRACTICA Nº 3 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS MARCO TEÓRICO En lo que podamos denominar “química del acuario” buffer es una o varias sustancias químicas que afectan la concentración de los iones de hidrógeno (o hidrogeniones) en el agua. Siendo que el pH no significa otra cosa que potencial de F-CV3-3B-2 Rev. Ed. Felasa (1993) DANIEL y ALBERTY. Graw Hill de México (1998).9 2. Limusa (1990). Ed. Junio 2007 . MARON y LANDO. Fisicoquímico. Addison Wesley (1996) LEVINE. ATKINS. Fisicoquímico. De esta manera. un buffer (o amortiguador) lo que hace es regular el pH. En general. Junio 2007 . MATERIALES Y EQUIPOS F-CV3-3B-2 Tubos de ensayo Rev.10 hidrogeniones (o peso de hidrógeno). Estas sales hidrolìticamente activas son los productos que resultan de la reacción entre los àcidos débiles y los álcalis fuertes como el carbonato de calcio (a partir del ácido carbónico e hidróxido de calcio) o entre ácidos fuertes y álcalis débiles como el cloruro de amonio ( a partir del ácido clorhídrico e Hidróxido de Amonio). Comprender el significado y aplicación de las sustancias buffer. utilizando diversos métodos. el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante. Los iones de estas sales se combinan con ácidos y álcalis. COMPETENCIAS Determinar en forma experimental el pH de cada solución Tampón preparada. àcidos o bases (àlacalis = bases) adicionales no podrán tener efecto alguno sobre el agua. ya que esta siempre se estabilizará de inmediato. Cuando un buffer es adicionado al agua. los buffer consisten en sales hidrolìticamente activas que se disuelven en el agua. 10 F-CV3-3B-2 Rev. –Importancia del Tamponamiento para mantener la solubilidad de una Droga : 3.. –Comparación de la Capacidad de una solución tampón con otra no tamponada. 1 M Na OH 0. B.Demostración de la Acciòn reguladora de una solución Tampón SOLUCIÒN NaH2PO4 1/15 M Na2HPO4 1/15 M Determinar el pH HCl 0.1 M Tampón Borato Fenobarbital sòdico al 1.10 IV gotas IV gotas TUBO 2 (ml) 3.90 6. C.1 M Determinar el pH TUBO 1 (ml) 3.Demostración de la acción reguladora de una solución Tampón. Junio 2007 .11 Pipetas Fosfato monosòdico 1/15 M Fosfato Disòdico 1/15 M HCl 0.1 M H3BO3 0.1 M NaOH 0..5 RESULTADOS A.90 6.5 % Potenciómetro PROCEDIMIENTO : A. 0 -- HCl 0. Junio 2007 .sp. – Comparación de la Capacidad de una solución Tampón con otra No tamponada SOLUCIÒN H3BO3 % NaH2PO4 1/15 M Na2HPO4 1/15 M Determinar el pH NaOH 0.10 IV gotas TUBO 2 (ml) -3.0 3. 5.5 c.90 6.6 CUESTIONARIO F-CV3-3B-2 Rev.90 6.10 IV gotas C.12 B.5 % en alcohol Determinar el pH TUBO 1 (ml) 5.0 TUBO 2 (ml) 5.0 10. 5.1 M Tampòn Borato Agua destilada Determinar el pH Mezclar el contenido de los tubos (1+3) y (2+4).0 -TUBO 4 (ml) 1.5 -c. determinar: Precipitado Determinar el pH (1+3) Determinar el pH (2+4) 3. – Importancia del Tamponamiento para mantener la solubilidad de una Droga : Se emplean cuatro tubos de prueba : SOLUCIÒN Fenobarbital sòdico 1.0 TUBO 3 (ml) 1.p. 1 M Determinar el pH Determinar la Diferencia del pH TUBO 1 (ml) 10.s. Junio 2007 . ¿qué pH tendrà antes y después de añadir una mol de HCl? 3. Ed.2? ¿Cuàntos gramos del àcido y cuantos gramos de su base conjugada. Físicoquimica. Una solución amortiguadora formada por 2 moles de àcido acètico y 3 moles de acetato de sodio en un volumen determinado de agua. ATKINS. Addison Wesley (1996) F-CV3-3B-2 Rev. Ed. Ed. ¿Què pareja escogerìa para preparar untampòn de 5.13 1. Fisicoquímico. Fisicoquímico.2 moles/litro? FUENTES DE INFORMACIÓN CASTELLAN. Felasa (1993) DANIEL y ALBERTY. seràn necesarios si la concentración total del tampón es 0. Cecsa (1990). Demostrar de acuerdo alos grupos funcionales por que el Fenobarbital tiene dos constantes de acidez? 2. pueden precipitar o solubilizarse de acuerdo a las variaciones del pH. 0. Verificar la solubilidad de las drogas a diversos valores de pH. 4. F-CV3-3B-2 Rev.14 IV PRACTICA Nº 4 INFLUENCIA DEL pH EN LA SOLUBILIDAD DE LAS DROGAS 4. 4.01 molar respectivamente Método. Observación de precipitado y potenciometría.3 MATERIALES Y EQUIPOS Tubos de ensayo Potenciómetro Pipetas Fenobarbital Sódico HCl 0.1 MARCO TEÓRICO Los Principios Activos usados en la elaboración de medicamentos.02. dependiendo para ello de su estructura química y el pH de solubilidad.03. 0. Junio 2007 .2 COMPETENCIAS. Ed. Felasa (1993) DANIEL y ALBERTY.5 --------------------Vol.6 CUESTIONARIO 1. 4. Addison Wesley (1996) F-CV3-3B-2 Rev.1 M Turbidez PH (Papel Univ. Físicoquimica. ¿Por qué el fenobarbital tiene características ácidas? 3.5 -------++ Vol.5 ------0. ATKINS.5 % HCI 0. (ml) 0. Ed. ¿Cómo se le puede proteger al fenobarbital de la precipitación 4.7 FUENTES DE INFORMACIÓN.15 4. Junio 2007 . CASTELLAN.5 0.5 -----------0. Fisicoquímico.03 M HCI 0. Fisicoquímico. (ml) 0. RESULTADOS Vol. ¿Qué es una solución Buffer o tampón? 2.5 +++ Reactivos FeNa 1. Ed.5 PROCEDIMIENTOS : De acuerdo al cuadro de resultados.01M HCI 0.) pH (Colorim). (ml) 0.4 4. Cecsa (1990). O una base con un ácido (5. ácidos y bases valoradas de acuerdo a 2 sistemas. 1 MARCO TEÓRICO Definición.2 COMPETENCIAS: Obtener el punto de neutralización por potenciometria.16 V+VI PRACTICA Nº 5 y 6 CURVA DE NEUTRALIZACION O CURVA DE TITULACION ACIDO . Junio 2007 . y mediante gráfica. Sistema: ACIDO FUERTE (HC1) vs BASE DEBIL (NH 4 OH) FeH + NaOH → Na+ Fe.+ H2O F-CV3-3B-2 Rev. Sistema: ACIDO DEBIL (FeH) vs BASE FUERTE (NaOH) B..6). A.3 MATERIALES Y EQUIPOS : Potenciómetro.6). (5. durante la valoración de un ácido con una base.BASE (5.6).La curva de titulación es el trazo obtenido en papel milimetrado producto de los valores de pH que varían progresivamente con un volumen determinado de titulante. 10482 = 20 x M (OH) M (OH) = 0.56 x o. anteriormente.6). Junio 2007 .4 PROCEDIMIENTOS Cálculo previos a realizar: 1.56 cc.113 2. con dichos valores se hallará la ecuación de la concentración y volumen en equilibrio. Estructurar la curva experimental para hallar el punto de equivalencia. Efectuar cálculos para hallar la curva TEORICA utilizando los valores obtenidos equilibrio. cc (H+) x M (H+) = cc (OH) x M (OH) 21. Tomando como ejemplo el punto de equivalencia hallada en la curva experimental al final de la valorización de un ácido fuerte (HC1) y una base débil (NH4OH) utilizando un volumen total de 20 cc de la base débil y el volumen de HCI requerido para obtener el punto de equivalencia fue de 21.17 METODO POTENCIOMETRICO Leer el pH del ácido débil (FeH o Acético) o de la base débil (NH3) según sea el caso en el potenciómetro después de haber reaccionado con la base fuerte (NaOH) en el primer caso o con el ácido fuerte (HCl) en el segundo. (5. para lo cual se debe representar la ecuación química en NH4OH + HCI ↔ NH4CI + H2O F-CV3-3B-2 Rev. de titulante: Se reemplaza en la Fórmula que incluye Base y Sal NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O c.42144 mM / 0. de titulante: De manera análoga.4.En éstas condiciones el pH teórico será determinado utilizando la ECUACION DE pH DE BASE DEBIL.pKb + Log{[Base ] /[Sal]} [Sal]} pH = 14 . Con "O" volumen de titulante.147 (Base débil) b. Con 8 ml.113 M en su punto de equivalencia. pH = pKw = 4.76) + 1/2 [(20 x 0.1/2 (4.113) / 20] pH = 11.18 La concentración del NH4OH es de 0. a.83856) pH = 9.76. reemplazando en la fórmula se tiene: pH = pKw . que con b NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O pH de Base Débil más sal de ácido conjugado.469 F-CV3-3B-2 Rev. Con 5 ml. Junio 2007 .76 + log (1.. 1/2 pKb + 1/2 log C Valores : pKb pKw = 14 Reemplazando los valores tenemos: pH = 14 . se tendrá un exceso de: 21. Ejemplo: Si se añade al sistema un volumen determinado de HC1 para obtener un volumen total de 21.2 ml.56 = 0.76 x M1H+ 5. La ecuación de pH a aplicarse es el del ácido fuerte.log (H 3 O +) Previamente debe hallarse la concentración del ácido o hidronio de sistema con exceso de ácido.21. NH4OH + HCI → NH4CI + H2O Se aplicará la Ecuación del pH de una Sal proveniente de una Base Débil y Acido Fuerte.1/2 log C e. VH+ x MH+ = V1H x M1H 0. x 0. En el punto de Equivalencia. Cuando existe exceso de titulante HC1.0201 x 10-4) 3.10482M M1H + pH pH pH = = = = = 41. -log (5.2 ml. de HCI en exceso. Junio 2007 . pH = 1/2 pKw .76 de HC1 .19 d.0201 x 10 -4 -log (H3O+).1/2 pKb . pH = .299 F-CV3-3B-2 Rev.76 . . . de NaOH respecto al pH.6). . . F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 . .5 RESULTADOS: Sistema A: Acido acético frente al NaOH ml de NaOH pH . . Luego de ello se construirá la curva de ml. . .20 (5. . Leerá el pH en el potenciómetro y construir la curva pH ml de Titulante de NaOH nAohHCl Sistema B: Amoniaco frente al HCl ml de HCl pH . análogamente graficar para el sistema base débil ácido fuerte. . donde se puede observar que los grupos carboxílicos no son los únicos que generan acidez. 3. Junio 2007 . ACLARACI ÓN En el mundo qu ímico existen compuestos acídicos expresados de otra forma distinta al carboxilo R-COOH Ejemplo1: La acidez de un barbit úrico OH | N= C O=C CH 2 O=C CH 2 N —C N —C | || | || TAUTOMER ÍA H O H O H O | || N —C Hidrógeno acídico (5. 1. para realizar este tipo de valoración se debe usar un solvente que facilite el trabajo. 2. 4.6. CUESTIONARIO Realizar la curva de valoración pH vs ml. El Fenobarbital sódico es ácido en virtud de la siguiente estructura. F-CV3-3B-2 Rev. ¿Por qué pH al inicio de la valorización es reducida? ¿Qué es capacidad amortiguadora? Ejemplos. de titulante.6). 5. Se escoge el alcohol etílico pues el fenobarbital ácido se solubiliza totalmente. ¿Qué utilidad tiene la Ecuación de Van Slyke? Deducir la Ecuación de Henderson-Hasselbach para un ácido débil y su Sal .21 El sistema de ácido débil con Base fuerte se puede realizar con Fenobarbital ácido e Hidróxido de sodio. U.22 (5. Addison . Addison Wesley IberoAmericana. : Fisicoquímico.Wesley Iberomericana.7.6). FUENTES DE INFORMACIÓN ATKINS.A. Ed. P. Wilmington Delaware E. (1987). CATELLAN.U. GILBERT W: Fisioquimica . Ed.A.W. Junio 2007 . Wilmington Delaware E. F-CV3-3B-2 Rev. (1991). es una constante K para una temperatura determinada.1 MARCO TEÓRICO El desarrollo de al presente práctica esta basada en el hecho de que el soluto o cuerpo a extraer tiene diferente solubilidad ante un par de solvente no miscibles. la Ley de Distribución ò de Reparto formulada por NERNST en 1891 establece que: "al equilibrio. obtenemos siempre la misma constante K. la relación C1 / C2 de las concentración del soluto en los dos solventes. Considerando dos líquidos que son mutuamente insoluble uno en otro. Junio 2007 . PRACTICA Nº 7 DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE PARTICIPACIÓN DEL ACIDO ACETICO EN ETER . y en cada uno de los cuales es soluble una tercera sustancia. que son cantidades de soluto por una misma unidad de volumen de solvente. sino sus concentraciones." K = C1 / C2 Se debe tener en cuenta que para hallar ésta constante. o también en moles de soluto por litro o ml de solución. Expresando las dos concentraciones en gramos de soluto por litro o ml de solución. F-CV3-3B-2 Rev.AGUA 7.23 VII. no se colocan las cantidades de soluto que hay en cada capa líquida. la Ley de Distribución sólo se aplica a especies moleculares simples. a una temperatura determinada. cualquiera que sea la cantidad de soluto presente ó las cantidades del solvente.24 La constante K es conocida también como "coeficiente de distribución" ò "coeficiente de reparto". sistema en el cual el ácido en su mayoría en la forma de molécula dobles en el benceno y en la forma común en el agua. Agua-èteres: por ejemplo agua . ésta se reparte de tal manera que alcanzado el equilibrio. polimerizado ò solvatado en un solvente y no en el otro.Benceno. F-CV3-3B-2 Rev. El par de solvonte que se puede utilizar son: Agua -hidrocarburo: por ejemplo agua . la relación de las concentraciones del soluto en los dos solventes es una constante. La ley de Reparto establece que cuando un soluto se encuentra en presencia de dos líquidos inmiscibles y en los cuales es soluble. Junio 2007 . Sin embargo.éter. Agua-alcohol: por ejemplo agua-butanol. La relación C1 / C2 no se mantiene constante cuando el soluto está ionizado. Este caso lo podemos apreciar cuando el ácido acético se distribuye entre agua y benceno. Además algunos ácidos carboxìlicos como el ácido acético son tan débiles. Sin embargo. La adición de grandes cantidades de la sustancia distribuidora generalmente aumenta las solubilidades mutuas de los dos solventes. el éter representa al solvente Nº 1. que su ionización en el agua puede despreciarse. y el aumento puede ser tal en algunos casos como para formar una simple fase líquida de tres componentes. y el agua representa al solvente Nº 2. pero existen como moléculas simples en disolventes polares tales como el agua. . que eran insolubles entre sí. cuando la solubilidad del soluto varía con al temperatura en igual forma en solventes.25 Los ácidos carboxìlicos forman generalmente moléculas dobles en disolventes no polares como el benceno ò en fase gaseosa. El efecto de la temperatura sobre el coeficiente de distribución puede ser despreciable en muchos casos. es común que muestra una marcada variación con la concentración. El estudiante sabrá diferenciar el concepto de inmiscibilidad y la relación que tiene el acido acético con dos solventes de distinta naturaleza química F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 . Este comportamiento se observa cuando se agrega alcoholes al agua y éteres. pero en otros casos puede ser muy marcado. 7.2 COMPETENCIAS En el experimento a realizare. se ionizan casi por completo. otros como el ácido tricloroacètico. el coeficiente de distribución es independiente de la concentración. en los cuales están ausentes los fenómenos de disociación y asociación. En los sistemas ideales. no obstante. La Ley de Nernst sólo es exacta cuando se usa una pequeña cantidad de soluto. soportes. Solución de NaOH 0.25M y 0. Eter Embudos de separación de 250 cc. 7. pipetas buretas.5M. en la cromatografìa de participación. etc.3 F-CV3-3B-2 MATERIALES Y EQUIPOS Solución de ácido acético en agua: 0. Método volumétrico Rev. Si a un volumen determinado de solución acuosa de ácido acético se mezcla y agita con otro volumen de éter. y en la forma de dosaje de las drogas. C1 y C2 representan a las concentraciones del ácido acético en la fase èterea y acuosa respectivamente. el ácido acético se distribuye en ambos solventes de acuerdo a sus solubilidad. 0. y cuando alcanzan el equilibrio se establecen que la relación de las concentraciones es una constante. en los procesos de análisis químicos.125M. es importante destacar. fiolas. que el coeficiente de participación es de gran utilidad para el estudio de la separación de alcaloides. la extracción de antibióticos. es igual al pasaje de las mismas en sentido contrario.I N Solución de fenolftaleìna al 1%. del solvente (1) al solvente (2). Así tenemos: CH3COOH (1) ↔ CH3COOH (2) El equilibrio se alcanza cuando la velocidad de pasaje de las moléculas del soluto.26 El ácido acético representa al soluto. Finalmente. Junio 2007 . 25M en la segunda pera.1M como titulares. Junio 2007 . . 7. y 10 ml de ácido acético 0. teniendo cuidado de que no pase algo de éter. y agregar 10 ml de solución acética 0.125 M en la tercera pera. Agitar cada una de las peras con movimientos circulares durante 10 minutos.25M ACOH 0. hasta el equilibrio de las fases.4 - PROCEDIMIENTO.5M en la primera pera.5 RESULTADOS ACOH 0.5M MACOHeter MACOHagua K ACOH 0. abrir de rato la llave inferior de la pera. Luego dejar en reposo cada aun de las peras sobre los soportes. Anote los resultados.Titular la acidez de cada fase. empleando porciones de 5 ml de muestra y solución de NaOH 0. .Separar en un matraz erlenmayer la parte acuosa.27 7. Durante la agitación. Colocar 10 ml de éter en peras de decantación numeradas. 7.125M Verifique la constante K y saque un promedio de los valores obtenidos. para lo cual es mejor descartar la solución que se halla en la interfase.6 CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la utilidad del coeficiente de partición ? F-CV3-3B-2 Rev. 10 ml de ácido acético 0. a fin de evitar la sobrepresiòn del éter. 28 2. Ed. Addison Wesley (1996). Ed. LEVINE. ¿El coeficiente de participación en el sistema usado porqué es constante? 3. KEITH. LAIDIER. Junio 2007 .Salvat (1997). Fisicoquímico. Fisicoquímico. Hacer un informe detallado de sus observaciones. Maisson . 8 F-CV3-3B-2 Rev. PRACTICA Nro. 7.7 FUENTES DE INFORMACIÓN CASTELLAN. Físicamente. Ed. Físicoquimico. VIII. Físicamente. Cecsa (1990) ATKINS. Graw Hill de México (1998). Felasa (1993) DANIELS y ALBERTY. Ed. Mc. Ed. puede ser cuantificado mediante el rendimiento de la operación. A fin de verificar al cálculo teórico de la extracción. Rev. tenemos: Donde: - X1 : gramos de soluto que quedan en V1 después de la primera extracción con V2. La operación de extracción. es necesario derivar una ecuación ó ecuaciones para determinar los rendimientos. de un volumen V1 de solvente (éter) con un volumen V2 de solvente (agua).29 APLICACIÓN DEL COEFICIENTE DE PARTICION DE ACIDO ACETICO EN ETER Y AGUA 8. Partiendo de la expresión matemática de la Ley de Reparto tenemos: C1 = K C1 : Concentración del soluto en el solvente 1 C2 C2 : Concentración del soluto en el solvente 2 Representado las siguientes variables por: X: V2 : Gramos de soluto inicial contenidos en un volumen de solventes V1 (éter) El volumen del solvente # 2. (Agua) Realizando una primera extracción del soluto (ácido acético para nuestro experimento).1 MARCO TEÓRICO Conociendo el coeficiente de partición. con otro solvente inmiscible. la operación de extracción de un soluto contenido en un solvente. de un soluto es mucha más eficaz si se utiliza el solvente dividido en pequeñas porciones. Junio 2007 F-CV3-3B-2 . que si se usa el solvente en una sola operación. KV1 X1 = X . Junio 2007 . Realizando una segunda extracción del soluto tendremos: Donde: - X2 : gramos de soluto que quedan en V1 después de la segunda extracción con V2. X1 es la cantidad de ácido acético que queda después en el éter después de realizar una primera extracción con agua.30 - X1 / V2 : concentración del soluto en el solvente V1 después de la primera extracción. - X-X1 / V2 : concentración del soluto en el solvente V2 después de la primera extracción. KV1 / (KV1+ V2) Para nuestra práctica. V2 KV1X – KV1V1 =X1 V2 KV1X KV1X = X1 V2 + KV1X1 = X1 ( V2 + KV1) / [(X-X1) / V2] V1. Sustituyendo éstos valores en la Ley de Reparto tenemos: K = C1 /C2 K = (X1 / V1) K = X1. F-CV3-3B-2 Rev. (X-X1) / X1 ( V2 + KV1) = X . X3 / V1 : concentración del soluto en el solvente V1 después de la tercera extracción. Realizando una tercera extracción del soluto tenemos: Donde: - X3 : gramos de soluto que quedan en V1 después de la tercera extracción con V2. X2 . X2 es la cantidad de ácido acético que queda en el éter después de realizar una segunda extracción con agua.(X1) KV1 + V2 Para nuestra práctica. Sustituyendo éstos 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 = --------------. Junio 2007 . C1 -------C2 X3 V1 ---------X2 – X3 --------------- K= = V2 K = X3 V2 /V1 (X2 – X3) F-CV3-3B-2 Rev.V3 : concentración del soluto en el solvente V2 después de la tercera extracción.31 - X2 / V1 : Concentración del soluto en el solvente V2 después de la segunda extracción. 2 COMPETENCIAS: Verificar el rendimiento de una extracción por partes F-CV3-3B-2 Rev. X3 es la cantidad de ácido acético que queda en el éter después de realizar una tercera extracción con agua. --------------KV1 + V2 KV1 + V2 3 KV1 --------------KV1 + V2 KV 1 X3 = (X) ---------------KV 1 + V2 Generalizando tenemos: KV1 ------------KV 1 + V2 n Xn = (X) Formula que representa a Xn como la cantidad de ácido acético que queda en el éter luego de n extracciones con agua. Reemplazando X1 y X2 en X3 tenemos: X3 = (X) KV1 KV1 --------------.32 X3 V2 KV1X3 KV3X2 KV1 X2 = = = KV3X2 - X3V2 + KV1X3 X3 (V2 + KV1) X3 = KV1 -----------.( X2) KV1 + V2 Para nuestra práctica. 8. Junio 2007 .. se mide en una pipeta 5 ml de muestra y se titula con una solución de NaOH 0.1152M.1M. Extracción de una sola operación: Colocar 15 ml de solución acética 0. Luego.5M en éter en una pera de separación.5M en éter.3 8. Solución de ácido acético 0. Proceder a titular 5 ml de la fase acuosa con NaOh 0. Peras de separación Pipetas volumétricas de 5 y 10 ml.1M Solución de fenoltaleína al 1% en etanol. Matraz erlenmayer Buretas Soportes Método: valoración por volumetría PROCEDIMIENTO. agregar 15 ml de agua destilada y agitar por 10 minutos. Dejar reposar.4 MATERIALES Y EQUIPOS. Solución de NaOH 0. separar la fase acuosa en un matraz seco evitando que pase etera en la pera de decantación. Junio 2007 . hasta que se separen las dos capas inmiscibles. Con los datos obtenidos calcular los gramos de ácido contenidos (X) en 15 ml de solución.33 8. empleando fenoltaleína como indicador. F-CV3-3B-2 Rev. Valoración del ácido (X): Para determinar los gramos de ácido acético en 45 ml de solución acética en éter. Dejar reposar hasta separación de la fases y separar la fase acuosa en un matraz.5M en éter más 5 ml de agua y agitar por 10 minutos. También con 15 ml de agua.a fase acuosa añadiéndola a la anterior. Una vez obtenida la fase acuosa después de las tres extracciones. extraídos y no extraídos. 8. Junio 2007 . el % de calcular teóricamente los gramos de ácido acético no extraídos y extraídos. dejar separar . y el % de extracción teórica Extracción en tres operaciones: En otra pera de decantación añadir 15 ml de solución acética 0. 8. CUESTIONARIO ¿El coeficiente de partición en sistemas inmiscibles Porque tiene valores constantes? 2. 5 RESULTADOS Calcular teóricamente los gramos de ácido acético.34 Calcular los gramos de ácido acético extraído extracción. proceder a valorar con NaOH 0. Finalmente añadir otros 5 ml de agua y repetir el mismo proceso.1M. Calcular los gramos de ácido acético referidos a los 15 ml de la fase acuosa y el % de extracción.as capas y volver a separar . 3. ¿Qué unidad tiene la formula para extracciones múltiples? ¿Hacer un Informe detallado de sus observaciones F-CV3-3B-2 Rev. Agregar otros 5 ml de agua al resto de la fase etérea y agitar por otros 10 minutos. y el % de extracción teórica.6 1. 7 - FUENTES DE INFORMACIÓN.N : Fisicoquimica Aplicada a la Farmacia Limusa Madrid (1967). Ira N.35 8. Gilbert W : Fisicoquimica. - Castellan. México (1997).A (1991). - Levine. P. Ed. Ed. Addison – Wesley Inberoamericana. A.A (1987). Pedrero: Fisicoquimica para farmacia y biología. Ed. Martin. México (1998). Wilmintog Delaware E. Continental. Wilmington Delaware E. - F-CV3-3B-2 Rev. Ed. Ed.W : Fisicoquimica.: Fisicoquimica. Sanz. - Laidler. Mc Gran Hill. Junio 2007 . Keth : Fisicoquimica.U. Masson y Salvat. Barcelona España (1992).U. Atkins. Addison – Wesley Inberoamericana. la solubilidad de electrolitos ligeramente solubles puede ser expresada en términos de los iones en que disocian. La teoría corriente sobre soluciones considera que no existe concentración apreciable de moléculas no ionizadas en las soluciones diluidas de los electrolitos fuertes. Las sales por ser compuestos electrovalentes son electrolitos fuertes. A éste valor se le conoce como producto de solubilidad: Kps. tal como el cloruro de plata. PRACTICA Nro. Un importante tipo de equilibrio iónico heterogéneo se presenta en la solubilidad de las sales difícilmente solubles en agua. esto es. es agitado con establece un equilibrio entre la fase sólida en exceso y la sal disuelta que está presente totalmente bajo la forma iónica. En el caso del cloruro de plata. por el producto de las concentraciones iónicas. 9 SOLUBILIDAD DE ELECTROLITOS LIGERAMENTE SOLUBLES DETERMINACION DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD DEL BITARTRATO DE POTASIO 9.36 IX. Cuando una sal ligeramente soluble en agua. Junio 2007 . se puede representar por la siguiente ecuación: AgCL (S) ↔ Ag+ + Cl – F-CV3-3B-2 Rev.1 MARCO TEÓRICO En soluciones saturadas. el equilibrio dinámico establecido entre el sólido en suspensión y la sal disuelta en solución acuosa saturada. de acuerdo a la Ley de Acción de Masas es: [Ag+] K= [Cl – ] ----------------------------[AgCl Sólido] Como la concentración de la fase sólida es prácticamente constante. que rige para toda reacción en que se efectúa una precipitación. NERNST introdujo el concepto del producto de solubilidad. es una constante a temperatura determinada”. tenemos: Kps = [ Ag+ ] [ Cl -] Donde. En el caso de otras expresiones de equilibrio. la concentración de cada ion se eleva a una potencia igual al número de iones que aparecen en la fórmula. el producto de las concentraciones de los iones. Al [ OH] 3 sólido ↔ Al +++ + 3 OH- Kps = [ Al +++ ] x [ OH-] 3 En 1889. Kps : constante del producto de solubilidad. Junio 2007 . El principio del producto de solubilidad establece que “ en una solución saturada de cualquier electrolito ligeramente soluble. es éste caso del cloruro de plata. elevadas a una potencia igual al número de veces que el ion aparece en la ecuación que representa la disociación del electrolito. Así por ejemplo tenemos que: para el hidróxido de Aluminio. F-CV3-3B-2 Rev.37 La expresión para la constante de equilibrio del proceso. Entonces: Kps = s2 = [A.25 x10-10 7.] = s De donde: S = (Kps) ½ Conociendo el producto de solubilidad de un electrolito poco soluble. S: representa la solubilidad molar de la sal. Junio 2007 .6 x 10-5 1.7 x 10 – 13 Temperatura 25º 25º 25º 12º 25º 25º 18º 20º Hidróxido magnésico 1.38 En el cuadro podremos apreciar los productos de solubilidad de algunas sustancias de interés farmacéutico: Sustancia Bromuro de plata Carbonato Bárico Carbonato magnésico Carbonato cálcico Cloruro de plata Hidróxido alumínico Kps 7.. es decir: [ B+ ] donde .1 x 10-5 Solubilidad y producto de solubilidad: En una solución saturada de una sal debidamente soluble AB. en agua.1 x 10-9 9. la concentración de los iones B+ es igual a la concentración de los iones A. ó viceversa.7 x 10 –13 8. Ejemplos: F-CV3-3B-2 Rev.4 x 10 – 11 Sulfato cálcico 6.0 x 10-9 2. se puede calcular su solubilidad en moles / litro ó gramos /100cc. 39 BaSO 4 (S) ↔ Para el Sulfato de Bario: Ba +2 + SO 4 –2 Kps = [ Ba+2 ] [ SO4–2 ] Si una molécula de Sulfato de Bario se disuelve, entonces se forma una molécula de Ba y una molécula de SO4 –2 : Kps Kps S = = = s s2 Kps x s Para el Cromato de Plata: Ag2 CrO4 Kps Kps = = ↔ 2 Ag+ CrO4 –2 [ 2s ] 2 [ s ] 4 s3 El 2 es colocado porque proviene del equilibrio. La concentración de la Plata es dos veces la solubilidad del cromato. Si agregamos a éste sistema :AgNO3 , entonces el Kps será: Kps = [Ag] 2 Como el ion Ag es producto de la adición, y no proviene del equilibrio, entonces no multiplico por 2. Además, tampoco pueda trabajar con S, porque es ajena a la solubilidad de la reacción. F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 40 - Para el sulfuro de Cerio: Ce 2S3 Kps Kps ↔ = = 2 Ce +3 + 3 S –2 [ 2s ] 2 [ 3S ] 3 108 s 5 9.2 COMPETENCIAS: Encontrar la constante del producto de solubilidad Kps 9.3 9.4 - MATERIALES Y EQUIPOS: Solución de Hidróxido de Sodio 0,05M. Solución de Cloruro de Potasio 0,1 M. Bitartrato de Potasio Q.P Solución de fenoltaleína alcohólica al 1%. Matraces Buretas Pipetas Métodos valoración volumétrica PROCEDIMIENTO Preparar por dilución, 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. Añadir a cada uno de ellos, un gramo de bitartrato de potasio y las soluciones siguientes: Matraz nº 1 : 100 ml de agua destilada Matraz nº 2 : 100 ml de KCl 0,01 M. F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 41 Matraz nº 3 : 100 ml de KCl 0,02 M. Matraz nº 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. Valoración de la acidez: medir 10 ml del filtrado, pasar a otro matraz, agregar 3 gotas de fenoltaleína, y valorar la acidez con solución de hidróxido 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 ) 9.6 CUESTIONARIO 1. que es precipitación fraccionada . 2. Que significa efecto del Ión comun. 3. Hacer un informe detallado de sus observaciones. 9.7 - FUENTES DE INFORMACIÓN. ATKINS, P.W: Fisicoquímica ED. Addison- Wesley Iberomerica. Wilmington Delaware EUA (1991) - Sanz, Pedrero: Fisicoquimica para farmacia y biología. Ed. Masson y Salvat. Barcelona España (1992). F-CV3-3B-2 Rev. Junio 2007 X.42 - Levine. 10 CINETICA QUIMICA F-CV3-3B-2 Rev. PRACTICA Nro.: Fisicoquimica. Ira N. Ed. México (1998). Mc Gran Hill. Junio 2007 . Los factores que afectan la velocidad de reacción son principalmente : la temperatura. porque las moléculas necesitan una determinada cantidad de F-CV3-3B-2 Rev. naturaleza y concentración de las sustancias. es directamente proporcional a la concentración de los reactantes. etc. moléculas del solvente. De acuerdo con la Ley de Acción de las Masas la velocidad de una reacción química (llamada también velocidad de descomposición). La cinética química estudia el cambio de las concentraciones de los reactores y de los productos de una reacción en función del tiempo.1 MARCO TEÓRICO La Cinética química tiene por objeto predecir la velocidad de las reacciones químicas y describir el curso de las mismas. La temperatura influye sobre la velocidad de reacción aumentándola. Junio 2007 .43 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE LA REACCION 10. así ejemplo. un incremento de 10º C de temperatura duplica por o hasta triplica la velocidad de reacción. y a esto lo denominamos velocidad de una reacción. luz. catalizadores. 2 COMPETENCIAS. Solución de ácido acético 1M.01 M en ácido sulfúrico 0. Verificar la influencia de la concentración. Solución de Na2SO3 0.01M en agua Solución de HCl 1M. ejemplo tenemos los parabenos. No es consumida en el transcurso de la reacción.02M. Junio 2007 . temperatura y ph de la velocidad de una reacción: 10. Tiene influencia en la velocidad de reacción. En el caso de disminuir la temperatura. la velocidad de la reacción disminuye (deterioración de una droga). pero no afecta la posición de equilibrio actúa modificando el mecanismo de reacción. son llamados inhibidores o antioxidantes o inhibidores. bajando la energía de la activación.44 energía para reaccionar. Los compuestos que actúan retardando la velocidad de reacción.3 MATERIALES Y EQUIPOS Solución de KIO3 0. Un catalizador es una sustancia que aparece en una expresión cinética. F-CV3-3B-2 Vasos matraces Erlenmayer Cronómetro Rev.04 M Solución de Na2SO3 0. que se usan para proteger la estabilidad de muchos preparados galénicos. Así por. pero no aparece en la expresión estequiométrica. 10. Junio 2007 . Vaso 1 2 3 4 5 CC de KIO3 0.4 Papel milimetrado Método simple observación y control con cronómetro PROCEDIMIENTO PRIMER EXPERIMENTO Determinación de la velocidad media de reacción del KIO3 Y Na2SO3 a temperatura ordinaria. anotados el tiempo cero cuando se haya añadió la mitad. y a cada uno de ellos añadir las siguientes cantidades de solución de KIO3 Nro. En el momento que aparezca la colocarán azul (debido a la reacción del yodo con el almidón) anotar el tiempo para cada uno de los casos. F-CV3-3B-2 Rev. en función de la concentración del primero: - Disponer de 5 vasos o matraces erlenmayer respectivamente numerados.01M 15 20 25 30 35 - Diluir cada una de las soluciones con agua destilada hasta 125 ml.01 M en ácido sulfúrico 0. - Agregar 5 ml de solución de almidón y luego 25 ml de solución de Na 2SO3 0.45 10.04 M medidos en una probeta. Preparar las mismas soluciones del experimento Nro.46 la concentración. determinar el tiempo de la velocidad media de reacción. y siguiendo el mismo orden anterior. 1. - Anotar los resultados y compare. Grafique la velocidad en función de Velocidad Concentración de Iodato de Potasio SEGUNDO EXPERIMENTO Influencia de la temperatura en la velocidad de reacción. Colocar los dos primeros matraces en el baño de 30º C y los otros tres vasos siguientes a 40º C. TERCER EXPERIMENTO Influencia de la acidez (o pH) en la velocidad de reacción: F-CV3-3B-2 Rev. - Preparar dos baños de temperatura a 30 y 40 º C. Junio 2007 . 5 ml HCl 1M 3 4 5 - Agregar rápidamente a cada matraz 25 ml de solución de Na2SO3 0.47 - Numere 5 vasos o matraces erlenmayer y añadir a cada uno de ellos una solución de KIO3 0. la temperatura y el pH y verificar la velocidad para cada uno de los casos. Junio 2007 . y el tiempo en que aparece el color azul debido al almidón.0 ml HCl 1M 1. Luego diluir cono agua hasta 125ml. 10.5 ml HCl 1M 1. Anotar el tiempo cero como en los casos anteriores. 2. - 10. Añadir 5 ml de solución de almidón y las siguientes soluciones ácidas: Vasos Nro. 1 2 Solución ácida 8ml CH3COOH 1M 16 ml CH3COOH 1M 0.7 FUENTES DE INFORMACIÓN F-CV3-3B-2 Rev. ¿Hacer un informe detallado de la practica y hacer las gráficas respectivas? 10.6 CUESTIONARIO 1. ¿Cómo influye el pH en una reacción catalizada. la concentración.5 RESULTADOS Hacer gráficas: Graficar como variable independiente. como la de la práctica? ¿El iodato de potasio en medio alcalino porque no reacciona con el Sulfito de sodio? 3.01 M.02M. Ed. F-CV3-3B-2 Rev. Addison – Wesley Iberoamericana. - Laidler. A. Martin. Junio 2007 . Wilmington Delaware E. Wilmintog Delaware E. - Castellan.A (1987).48 - Atkins. Sanz. P. México (1998). Masson y Salvat. Iran: Fisicoquimica. Gilbert W : Fisicoquimica. Keth : Fisicoquimica. Mc Gran Hill. - Levine.U.A (1991). Continental. Ed.U. Ed. Ed.N : Fisicoquimica Aplicada a la Farmacia Limusa Madrid (1967). México (1997). Barcelona España (1992).W : Fisicoquimica. Ed. Addison – Wesley Iberoamericana. Pedrero: Fisicoquimica para farmacia y biología. 49 XI. Si la velocidad de una reacción es directamente proporcional a la primera potencia de la concentración de una sustancia reaccionantes. Junio 2007 . se dice que la reacción es del primer orden con respecto de aquella sustancia. Indicando el orden de una reacción se da a conocer la forma en que ésta puede representar matemáticamente. Si se refiere a desaparición del reaccionante será -dc/dt.La velocidad de una reacción química se define como el cambio en la unidad de tiempo que experimenta la concentración de los cuerpos que intervienen en la reacción. Cuando se forman los productos se expresa como +dc/dt.1 MARCO TEÓRICO El orden de una reacción viene a ser la influencia que ejerce la concentración de los reaccionantes sobre la velocidad de reacción. Está dado por la suma de los exponentes de las concentraciones que figuran en la expresión de la velocidad de la reacción directa. C → P F-CV3-3B-2 Rev. PRACTICA Nº 11 REACCION CINETICA DE PRIMER ORDEN DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE LA HIDRÓLISIS DEL ACETATO DE METILO 11. dc/dt : es el régimen de variación de la concentración del reactivo con el tiempo.50 Una reacción de primer orden es aquella en la cual se encuentra experimentalmente que. Junio 2007 . la velocidad de la reacción es directamente proporcional a la concentración de la única sustancia reaccionante.Cn dt C: Es la concentración del reaccionante. a una temperatura dada. expresado en moles por litro t : es el tiempo. Esto puede expresarse por la relación matemática siguiente: - dc = K. K : factor de proporcionalidad (llamado también constante de velocidad).t0) K t .(1n C1 – ln C0) = K (t1 = . - dc = K. .2.log C0) F-CV3-3B-2 Rev.Cn dt 1 1 - Integrando cuando n:1 dc = K dt C 0 0 .303 (log C1 . La expresión “n” : Es el Orden de La Reacción. 303 log C1 = -K t + log 2.303 y2 .y 1 x2 .---2.y 1) -κ m = .x 1 = m (x2. Junio 2007 .51 2.303 C0 De donde resulta que una reacción será de primer orden si la comparación gráfica de: Log A Log A Constante de Eliminación 0 (x 1.y2) Tiempo (h) En la figura C ha sido sustituido por A F-CV3-3B-2 Rev.303 (log C1 log C0) = Kt log C1 .log C0 = -K t 2. viene a ser el periodo de tiempo para que sus principios activos se descompongan a la mitad de su concentración inicial.COOCH3 + H2O → CH3COOH + CH3OH F-CV3-3B-2 Rev. Para los fármacos.K x t1/2 2. el cual reacciona con el agua y se convierte parcialmente en alcohol y ácido.303 .303 . cuando la reacción de .K x t1/2 + log Co 2.2 COMPETENCIAS Medir la constante de velocidad de hidrólisis de un éster. Las unidades de la constante son: seg-1. min-1. Junio 2007 .303 log ( Co / 2Co) = log 2 –1 = t1/2 = 0.K x t1/2 2.693 K 11. hora-1. Para hallar el tiempo de vida media: C1 = Co 2 Lo reemplazamos en la ecuación anteriormente hallada: Log Co = .52 Vida Media (T1/2 ): es el periodo necesario para que una reacción consuma la mitad de sus restantes. de acuerdo a la siguiente ecuación: CH3 . el acetato de metilo. Junio 2007 . El agua en exceso impide la reacción inversa y su cambio es ínfimo como reactante. y se determinara el valor de K. 11. Se demostrará entonces que la hidrólisis del ACOMe sigue una cinética de primer orden.53 Esta reacción no se desarrolla con velocidad mensurable en agua pura. pero lo cataliza bien el ion H+ de los ácidos.3 MATERIALES Y EQUIPOS ♦ 2 Baño María ♦ Un termómetro ♦ 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 ♦ fenoltaleína al 1% ♦ Solución valorada de HC1 ♦ Solución valorada de NaOH 0.2N ♦ Agua destilada helada ♦ Método : Valoración Volumétrica F-CV3-3B-2 Rev. La concentración del Acetato de Metilo en al muestra extraída se determina por titulación de su Acidez Total con la solución de NaOH 0. PROCEDIMIENTO En el Baño María a 35ºC se introduce un erlenmayer que contiene 100 ml de HC1 1N. Los 5 ml de HC1 1N se sustituye por 5 ml de ACOME puro del segundo matraz.2 N (usar fenolftaleina como indicador).54 11. y en ellos se vierte 15 ml de agua destilada y 3 gotas de fenoltaleína. 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. Se agita el matraz donde se realiza y la reacción para mezclar perfectamente el contenido. F-CV3-3B-2 Rev. Por otro lado se preparan sendos matraces en baño de hielo. Junio 2007 . al cual se llama tiempo cero. Aquí se empieza a contar el tiempo. En el baño María a 35º C se deja transcurrir 15 minutos para que exista equilibrio térmico. Las medidas de volúmenes deben hacerse cuidadosamente. Se coloca en el Baño María un segundo matraz con unos 25 a 30 ml de acetato puro. desde que se ha añadido la mitad del volumen de ACOME a la solución de HC1.4. Se retira 5 ml de HCI 1N y se vierte en un matraz que contenga agua helada que van a servir para comprobar su contracción por titulación con NaOH 0.2N. Fisicoquimica . Mc. Fisicoquímica. RESULTADOS GRAFICAR El tiempo como variable independiente respecto a la disminución de la concentración de acetato de metilo Tiempo respecto a la concentración Tiempo respecto a Logaritmo (decimal o neperiano) de la concentración. Limusa (1990) F-CV3-3B-2 Rev.¿A que se denominan reacciones de segundo orden? 2. Fisicoquímica. 50´.55 Se repite el paso anterior a los 10´.7 FUENTES DE INFORMACIÓN CASTELLAN. Ed. Ed. 30´ .5..Hacer un informe detallado de sus observaciones y graficar Log. 40´. C vs T 11.. Ed. y 60´. Fisicoquímica. Junio 2007 . 11. 15´. Cesca (1990) ATKINS. Ed. Ed. A partir de los datos anteriores deducir el orden de la reacción.¿Qué unidades tiene la constante de una reacción de orden cero? 3. 20´. Felasa (1993) DANIELS y ALBERTY.6 CUESTIONARIO 1.. 11. Addison Wesley (1996) LEVINE Fisicoquímica. Graw Hill de México (1998) MARON y LANDO. Si la velocidad de una reacción es directamente proporcional a la segunda potencia de la concentración de una sustancia reaccionantes. Cuando se forman los productos se expresa como +dc/dt. se dice que la reacción es del primer orden con respecto de aquella sustancia. Indicando el orden de una reacción se da a conocer la forma en que ésta puede representar matemáticamente. Está dado por la suma de los exponentes de las concentraciones que figuran en la expresión de la velocidad de la reacción directa. Junio 2007 . F-CV3-3B-2 Rev. La velocidad de una reacción química se define como el cambio en la unidad de tiempo que experimenta la concentración de los cuerpos que intervienen en la reacción. PRACTICA Nº 12 REACCION CINETICA DE SEGUNDO ORDEN DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE LA HIDRÓLISIS ALCALINA DEL ACETATO DE ETILO 12.56 XII.1 MARCO TEÓRICO El orden de una reacción viene a ser la influencia que ejerce la concentración de los reaccionantes sobre la velocidad de reacción. Si se refiere a desaparición del reaccionante será -dc/dt. Cn dt C: Es la concentración del reaccionante. La expresión “n” : Es el Orden de La Reacción. K : factor de proporcionalidad (llamado también constante de velocidad). Esto puede expresarse por la relación matemática siguiente: - dc = K.C2 dt 1 1 - Integrando cuando n:2 dc = K dt C2 0 0 Rev. - dc = K. Junio 2007 F-CV3-3B-2 . la velocidad de la reacción es directamente proporcional a la concentración de la única sustancia reaccionante.57 C → P Una reacción de primer orden es aquella en la cual se encuentra experimentalmente que. . expresado en moles por litro t : es el tiempo. a una temperatura dada.dc/dt : es el régimen de variación de la concentración del reactivo con el tiempo. 2 COMPETENCIAS: Medir la constante de velocidad de hidrólisis de un éster. el acetato de Etilo. el cual reacciona con el Hidróxido de sodio y se convierte parcialmente en alcohol y acetato de sodio. de acuerdo a la siguiente ecuación: F-CV3-3B-2 Rev.58 1/C1 =+K t + 1 / C0 De donde resulta que una reacción será de segundo orden si la comparación gráfica de: 1/ C m= K t Vida Media (T1/2 ): es el periodo necesario para que una reacción consuma la mitad de sus restantes. Junio 2007 . 12. Determinar la fórmula para hallar la Vida media para una Ecuación de segundo orden. 3 MATERIALES Y EQUIPOS ♦ Un termómetro ♦ 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 ♦ Fenoltaleína al 1% ♦ Solución valorada de NaOH 0. Junio 2007 . 12. y se determinara el valor de K.02 M ♦ Solución valorada de HCl 0.59 CH3 .05 M ♦ Agua destilada helada ♦ Método : Valoración Volumétrica F-CV3-3B-2 Rev.COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH Se demostrará entonces que la hidrólisis alcalina del ACOEt sigue una cinética de segundo orden. 6 CUESTIONARIO 1. Fisicoquímica.60 12.05 M. Fisicoquímica. El punto final se detecta cuando la muestra se vuelve incolora. Cada Cinco minutos luego de la adiciòn de los 100 ml. extraer cinco ml y colocar en un. Por qué Estadísticamente la pendiente de una Ecuación de Segundo Orden es positiva. Ed. 4.7 FUENTES DE INFORMACIÓN .2 ml de Acetato de Etilo ( Densidad 0. Cesca (1990) F-CV3-3B-2 Rev.02 M. ¿Deducir la Ecuación fundamental de una cinética de segundo orden a partir de las ecuaciones integradas? 2. 25. 10 15.5 RESULTADOS: Graficar el tiempo en el eje “x” y la inversa de la concentración remanente del acetato de metilo en el eje “y” 12.CASTELLAN. Hacer un informe detallado del tratamiento de sus datos por regresión lineal. se mezclan con 100 ml de hidròxido de sodio exactamente 0. 12. 30 minutos respectivamente. Felasa (1993) . Junio 2007 . matraz con 15 ml de agua helada y valorar con HCl 0. Graficar el Acetato de Etilo remanente respecto al tiempo transcurrido a los 5.4 PROCEDIMIENTO.903 y Masa Molecular 88 g/mol).DANIELS y ALBERTY. usando como indicador 2 gotas de Fenolftaleína. Tomar 0. Ed. ¿Cuáles son las unidades de una Cinética de segundo orden? 3. 20 . 12. Fisicoquimica . Fisicoquímica. Mc. Addison Wesley (1996) . Ed. Graw Hill de México (1998) . Limusa (1990) F-CV3-3B-2 Rev.MARON y LANDO.LEVINE Fisicoquímica. Ed. Ed.ATKINS.61 . Junio 2007 .