Determinación Espectrofotométrica De Una Constante De Equilibrio

Determinación espectrofotométrica de una constante de equilibrio.
Stephany Alexandra Díaz Branada (stephany.diaz@um.uchile.cl)
César Gabriel Suay Terán (cexarsuay@gmail.com)
Licenciatura en Ciencias Ambientales, mención Biología.


Resultados Brutos obtenidos

Se mezclaron volúmenes de 5 ml de solución 2,4-dinitrofenol (2,4-DNF) de concentración 10-3 M con 50 ml de una soluciónbuffer citrato con valores diferentes de pH, variando desde 3,26 hasta 4,6. Luego se completó, con agua destilada, un volumen total de 100 ml. A cada mezcla se le midió el pH y absorbancia, datos expuestos a continuación:

Tabla I: Absorbancia medida para las 5 mezclas de 2,4-DNF con buffer a diferentes pH.
|Solución |pH Buffer |pH solución |Absorbancia |
|1|3,26 |3,20 |0,084 |
|2 |3,4 |3,24 |0,109 |
|3 |3,6 |3,57 |0,129 |
|4 |4,4 |4,32 |0,219 |
|5 |4,6 |4,52 |0,263 |


Lo anterior se realizó atemperatura ambiente (298ºK) y a una presión de 953 HPa (0.941 atm).



Análisis de datos.

Para determinar las concentraciones correspondientes a través del método espectrofotométrico, se utiliza la Ley de Lambert-Beer:

[pic] (1)

Donde:

A= absorbancia
ε= coeficiente de extinción molar
c= concentración;
l= espesor del medio transparente

Con los valores de absorbancia medidos, elcoeficiente de extinción molar de 2,4-DNF- (1,085 x 104M-1cm-1), que corresponde a la especie disociada, y considerando que la cubeta utilizada para las mediciones tiene una longitud de 1 cm (distancia que atraviesa la luz), se puede calcular la concentración de 2,4-DNF disociado para cada mezcla a los diferentes pH, despejando la ecuación (1).

Pero la concentración obtenida mediante esemétodo, corresponde a la concentración de 2,-DNF- presente en los 100 ml de solución. Para calcular la concentración de 2,4-DNF- en los 5 ml utilizados, se utiliza la siguiente relación:

[pic] (2)

Donde “C” son las concentraciones correspondientes a los volúmenes A y B.

Considerando la concentración y volumen A como los iniciales (5ml), se despeja CA de la ecuación y se obtienen lasconcentraciones del ácido disociado que corresponden a los 5 ml iniciales de cada mezcla.

A continuación, se calcula la concentración de 2,4-DNF no disociado mediante la relación:

[pic] (3)

Donde:

C0 = concentración inicial en la solución
[DNF]eq = concentración de DNF no disociado al equilibrio
[DNF-]eq = concentración de DNF disociado al equilibrio

Los resultadosobtenidos de los cálculos expuestos anteriormente, se presentan a continuación:

Tabla I: Concentraciones de la especie disociada y no disociada en el equilibrio de cada mezcla, junto al [pic] correspondiente.
|pH solución |[DNF-] x 10-4 (M) |[DNF] x 10-4 (M) |Log([DNF-]/[DNF]) |
|3,20 |1,8228 |8,1177 |-0,6487|
|3,24 |2,3653 |7,6347 |-0,5089 |
|3,57 |2,7993 |7,2007 |-0,4103 |
|4,32 |4,7523 |5,2477 |-0,0431 |
|4,52 |5,7071 |4,2929 |0,1237|


Luego se construyó un gráfico de pH versus [pic], que se adjunta a continuación. A este gráfico se le trazaron dos curvas, la roja corresponde al ajuste lineal de los valores obtenidos, y la verde corresponde al ajuste lineal con una pendiente determinada de 1.

[pic]

Figura 1: Variación del log respecto al valor del pH. La ecuación de la recta trazada es y=4,32612 + 1,86956x, con...