Coeficiente de distribucion del acido benzoico en benzeno y agua

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Determinación del coeficiente de distribución del ácido
benzoico en benceno y agua

Resumen: Se determinó la constante de distribución del ácido benzoico en una mezcla benceno-agua. La determinación se realizo utilizando un procedimiento de extracción y titulando el exceso de ácido benzoico presente en cada fase con una solución 0,025 M de NaOH. Los resultados obtenidos arrojaron un valorpara la constante de distribución de 46,8 valor que no pudo ser comparado con resultados teóricos debido a la carencia de estos. Sin embargo, el valor obtenido se tomo como la media de 3 determinaciones realizadas y la desviación estándar de esta medición solo correspondió a 1,66. Por lo cual el valor obtenido se tomo como valido dentro de los errores del método experimental.

Palabras clave:coeficiente de distribución, coeficiente de reparto, extracción.


Introducción.

Si a la mezcla de dos líquidos inmiscibles se añade un exceso de un li¬quido o de un solido, este se distribuirá entre las dos fases, de forma que cada una de ellas quede saturada. Cuando la sustancia se adiciona a los dos solventes inmiscibles, en cantidad suficiente para saturarlos, aquella se distribuiráentre las dos capas en una razón determinada de concentraciones. Para un sistema de dos líquidos inmiscibles, una sustancia disuelta se distribuye entre los dos líquidos de acuerdo con un equilibrio definido llamado coeficiente de distribución (K).

Si un soluto existe asociado en una fase (a) y disociado en una fase (b), se tiene [1]:



De acuerdo con el principio del equilibrio químico,este sistema estará en equilibrio cuando los potenciales químicos de A en (a) y (b) sean iguales [1, 2]:

(Ec. 1) µa = nµb

(Ec. 2) µa = µ°a + RTlnγaCa
nµb = nµ°b + nRTLnγbCb

Si Ca y Cb son las concentraciones de la sustancia en a y b, a temperatura constante y si γa = γbn, se tiene [1]:

(Ec. 3) K = (Cb^n)/Ca

La constante de equilibrio K recibe el nombre de razón ocoeficiente de distribución, o coeficiente de reparto. La ecuación 3, que se conoce como ley de distribución, es solo estrictamente aplicable a soluciones diluidas en las cuales pueden despreciarse los coeficientes de actividad, es decir, cuando el soluto esta completamente asociado o disociado. Cuando la asociación o disociación es parcial, hay que aplicar una derivación más rigurosa [1, 2].

En elpresente informe se utiliza el proceso de extracción para determinar el coeficiente de distribución del ácido benzoico en dos solventes inmiscibles que son el agua y el benceno.

Materiales y métodos.

Para llevar a cabo el proceso de extracción se utilizó agua libre de CO2. La preparación de esta agua se realizó hirviendo agua durante 10 min dentro de un erlenmeyer de 1 L.

Utilizando 3embudos de separación se colocó dentro de cada uno de ellos 25 mL de agua libre de CO2 y 25 mL de benceno. A cada uno de estos embudos de separación se les adicionó la siguiente cantidad de ácido benzoico: 1,1 g (embudo 1), 1,5 g (embudo 2) y 1,9 g (embudo 3).

Los embudos se cerraron con su respectivo tapón esmerilado y se agitaron durante 15 min. Estos se cogieron por el cuello y su tallo demanera que la mezcla no fuera calentada con las manos. Después de realizar el proceso de agitación se colocaron los embudos en unos anillos metálicos y se dejó reposar la mezcla hasta observar la formación de dos capas perfectamente claras.

Posteriormente se tomaron 2 mL de la capa orgánica de cada uno de los embudos y se colocaron en un erlenmeyer de 125 mL junto con 25 mL de agua libre de CO2y una gota de fenolftaleína. El matraz se tomó con unas pinzas y se llevó la mezcla hasta ebullición titulándola luego (en caliente) con hidróxido de sodio 0,025 M.

El procedimiento se repitió de la misma manera para la fase acuosa presente en cada uno de los embudos.

Resultados y discusión.

Los resultados obtenidos para los volúmenes de titulación y el cálculo de la concentración de...
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