Coeficiente de distribución de un soluto en un sistema de dos fases

PRACTICA No2. COEFICIENTE DE DISTRIBUCIÓN DE UN SOLUTO EN UN SISTEMA DE DOS FASES.

Objetivo: Determinar el coeficiente de distribución de un soluto en un sistema de dos fases cuando el soluto sufre transformaciones en ella.
Introducción
Cuando una sustancia se distribuye entre dos líquidos miscibles entre sí o ligeramente miscibles, la relación de las concentraciones de dicha sustancia enlas dos fases será constante, independientemente de la cantidad de soluto que se disuelva o del volumen de líquido empleado.
Esta distribución está sujeta a las siguientes condiciones:
a) El reparto se debe efectuar a temperatura constante durante todo el proceso, puesto que la temperatura influye sobre la cantidad de soluto disuelta en cada líquido, de forma que para cada temperatura detrabajo el equilibrio de distribución del soluto en los distintos disolventes será distinto.
b) No debe producirse ninguna reacción química entre ninguno de los componentes del sistema, ya que si se forma un nuevo producto, esto falsearía los datos referidos a las concentraciones del soluto inicial.
c) Las disoluciones deben ser diluidas. A altas concentraciones aparecen interacciones entre soluto ydisolventes que interfieren en la proporción en la que el soluto se distribuye en las distintas fases.
La constante de reparto se define como la porción en la cual un soluto se distribuye entre los disolventes A y B, siendo A y B compuestos prácticamente inmiscibles.
La distribución de un soluto en un sistema compuesto por dos disolventes inmiscibles entre sí, viene dada por lo que se conoceconstante de distribución en el equilibrio de disolución o constante de reparto. Dicha constante, depende de la forma en que interactúan las moléculas del o los disolvente(s) con las moléculas de soluto. En el primero de los casos la constante de reparto (K) viene dada por la siguiente ecuación:

Ecuación 1: Relación entre las concentraciones del soluto (Csoluto) para calcular la constante dereparto en un proceso de no asociación.
La ecuación 1 corresponde al cálculo de la constante de disociación para un sistema soluto-disolvente en donde la relación entre ambos es 1:1. En este caso, esta relación debe mantenerse si hay uno o más disolventes, dado que el principio estable que cada molécula de soluto es solvatada por una molécula de disolvente, siguiendo una relación linealpara el proceso de disolución. Es importante mencionar que como cualquier constante, su valor es variable con la temperatura a la cual se realiza su determinación. Molécula Soluto (A) = 1 Molécula Soluto (B)
Ecuación 2: Relación uno a uno entre las moléculas de soluto y las moléculas de disolvente. Donde: (A) es el disolvente 1 y (B) es el disolvente 2. La distribución o reparto puede verseafectada, en algunos casos, por la ionización, disociación o asociación del soluto en uno o en ambos disolventes.
El proceso de reparto de un soluto entre dos disolventes no miscibles, se utiliza en trabajos de extracción, principalmente en Química Orgánica. Es sabido que la extracción es mucho más eficaz si se utiliza el disolvente en pequeñas porciones, que si se usa el mismo volumen en unasola operación de extracción. Esto puede deducirse matemáticamente a partir de la ecuación 1 dando como resultado la siguiente expresión:

Ecuación 5: Determinación de la cantidad de gramos sin extraer de soluto en n repeticiones.
Donde Xn son los gramos sin extraer en n número de extracciones, X0 son los gramos presentes en un volumen V en mLdel disolvente A, K es la constante de reparto, vson los mililitros adicionados del solvente B y n es la cantidad de extracciones realizadas. Esta última parte es de suma importancia en el área industrial, principalmente en la extracción de aceites, pigmentos entre otros más, donde múltiples extracciones permiten mantener en la mayoría de los casos excelentes rendimientos.

MATERIAL Y REACTIVOS
Material | Reactivos |
2 frascos ámbar...