Cristal Violeta

CINÉTICA DE DESCOMPOSICIÓN DEL CRISTAL VIOLETA


EFECTO SALINO DE BRONSTED.


• Objetivos
➢ Relacionar los conceptos teóricos con los datos experimentales.
➢ Estudiar la velocidad de descomposición del cristal violeta en medio alcalino
➢ Determinar el efecto que produce sobre la velocidad de reacción el agregado de sales.
➢ Utilizar conceptos de fotocolorimetría.


• Marcoteórico
En este trabajo se estudia la velocidad de descomposición del cristal violeta en medio alcalino y el efecto salino de Bronsted.
El producto de la reacción es incoloro, de manera que la pérdida de intensidad del color del colorante a diferentes intervalos de tiempo, permite determinar la constante de velocidad de la reacción mediante un espectrofotómetro o fotocolorímetro, usándose unfiltro de 580 nm.
La estructura del cristal violeta es:
I II
La contribución de la forma I a la resonancia híbrida sugiere una deficiencia electrónica en el carbono terciario y puede esperarse un ataque de OH - en es posición, formándose un derivado carbinol incoloro. Además la reacción es sensiblea la fuerza iónica del medio como lo predice el efecto salino de Bronsted.
La cinética de esta reacción puede escribirse así:


(1)


donde es la concentración molar del cristal violeta, y donde m + n es el orden de la reacción a determinar. Para ello se aumenta la concentración de uno de los reactantes de manera que su concentración permanezca prácticamente constante. Luego:si


donde subíndice cero, indica la concentración inicial. Se deduce luego que:


(2)

Integrando y suponiendo n = 1





donde el subíndice cero indica la concentración en el tiempo t = 0 y t en el tiempo t. Si la curva de calibración del cristal violeta respecto a la densidad óptica o absorbancia es lineal,puede escribirse:




luego:


(3)


La graficación de log (A( t en función del tiempo es lineal y su pendiente vale k s/2,303 y es negativa. si no fuese lineal, es decir n = 1, entonces se prueba con n = 2 y se integra. Luego, hallando n, se determina m a partir de la ecuación (2), efectuándose dos experimentos con distinta concentración de OH - . Luego:


(4)


(5)Estas dos ecuaciones se resuelven, y se calcula m. El orden de reacción será por lo tanto m + n.


Efecto salino.
Sea la siguiente reacción iónica:
zA zB zA + zB k '
A + B ( (AB) ( ( productos


Este complejo activado tiene una carga neta igual a lasuma de las de los reactantes. Si indicamos con C X la concentración molar del complejo, haciendo la cinética, se obtiene:


(6)


pero en el equilibrio:


despejando C X
Sustituyendo en (6):
de donde:
(7)




Tomando logaritmos y aplicando la ley límite de Debye - Huckel:
que finalmente da:


(8)
donde:


(9)


siendo a el diámetro del ión que vale3 ( para el ión NO3- y para el ión K + (Kieliand J. J., J. Am. Chem. Soc., 59, 1675 (1937)) y B = 0,33.108, de manera que el producto a.B = 1. Luego:


(10)


La fórmula (8) es válida supuesto que no hay asociación entre los iones reactantes, o con otros iones agregados para alterar la fuerza iónica S. Se ha observado a veces, grandes desviaciones respecto a la teoría, pero es debido alas asociaciones, que si se toman en cuenta, los datos experimentales caen dentro de la teoría.
De la ecuación (8) se calcula log k 0 que coincidirá con log k 2, supuesto la fuerza iónica nula. Luego puede representarse log k 2 en función de g(S) y de la pendiente calcular A.


• Parte experimental.

Cinética de reacción



1) Se tendrá una solución de cristal violeta ya...