decoloración de fenolftaleína

Laboratorio
 de
 Química
 Física
 1
 
Curso
 2011-­‐2012
 
Grado
 en
 Química
 

PRÁCTICA 3
Estudio cinético de la decoloración de la fenolftaleína en medio básico
Material
1 espectrofotómetro
2 cubetas de espectrofotómetro
1 pipeta aforada de 5 mL
1 pipeta aforada de 10 mL
1 pipeta aforada de 20 mL
1 pipeta aforada de 25 mL
1 matraz aforado de 200 mL
1matraz aforado de 500 mL
3 matraces erlenmeyer de 250 mL
1 bureta 50 mL
3 vasos de precipitados de 100 mL
1 vaso de precipitados de 250 mL

1 varilla de vidrio / 1 cuentagotas/ 1 pesasustancias
1 frasco lavador/ 1 embudo/1 propipeta
1 cronómetro
Productos
Cloruro sódico
Hidróxido sódico
Disolución alcohólica de fenolftaleína al 0.08%
Ftalato ácido de potasio

Objetivos
1.Determinar la ecuación de velocidad de la reacción de decoloración de la fenolftaleína en medio básico
mediante espectroscopia de absorción en condiciones de irreversibilidad y reversibilidad.

2.

Determinar secuencialmente parámetros cinéticos: órdenes parciales, constantes aparentes y constantes
absolutas de velocidad.

3.

Aplicar el método de aislamiento de Ostwald.

4.

Analizar elefecto de la concentración en la velocidad de reacción.

5.

Manejar un espectrofotómetro para medir absorbancias y relacionar éstas con la concentración.

Fundamentos teóricos

La fenolftaleína se usa, principalmente, como indicador ácido-base para determinar el punto de
equivalencia en una valoración, en el cual la disolución pasa de ser incolora a tomar un color rosa-rojo (al
valorarun ácido). Ahora bien, si en el punto final hay base en exceso, se observa que el color rosa de la
fenolftaleína desaparece al transcurrir cierto tiempo. Este hecho no se debe al proceso de valoración, y su
estudio es un buen ejemplo de una reacción cuya cinética es de pseudoprimer orden.
La fenolftaleína no es un indicador simple con un par ácido-base conjugado del tipo HIn/In-, sino quepresenta estructuras bastante complejas. Las estructuras de las formas más importantes de la fenolftaleína son:
OH

OH

C

-

O

C

O
C

C
O

H 2P

-

O

C

-

O

C

O

2
8 < pH < 10 (rosa-roja)
P

-

-

O

-

O

C

O

-2

OH
C

O

1
pH < 8 (incolora)

O

O

-

O

O

3
pH > 10 (incolora)
POH3-

La fenolftaleína es incolora apHs inferiores a 8 y presenta la estructura 1 (H2P). Cuando el pH vale de 8 a
10, los protones fenólicos se eliminan y se abre el anillo de lactona dando lugar a la familiar forma rosa-roja con
la estructura 2 (P2-). A pH más altos el color rosa se decolora lentamente produciendo la estructura 3 (POH3-).
Todos los cambios de color son reversibles y mientras la conversión de H2P a P2- es muyrápida y completa, la
conversión de P2- a POH3- a pH superior es suficientemente lenta de modo que su velocidad puede medirse
fácilmente.
La decoloración de la fenolftaleína en medio básico puede representarse por la reacción:
&'

""
#
"#! +$%! $" "$%(!
"
& !'
!

(1)

y la ley de velocidad puede expresarse como:

" = #$ %&'! () %*+! (, !# !$ %&*+-! (.
!

(2)

y como se sabe quela velocidad de reacción es de orden uno respecto a la fenolftaleína tanto en la reacción
directa como en la inversa (n=p=1):
(3)

" = #$ %&'! (%)*! (+ !# !$ %&)*,! (
!

Si la mezcla inicial de la reacción es una disolución fuertemente básica, la concentración de OH- es mucho
mayor que la de fenolftaleína ([OH–]/[P2-]>104), y podremos considerar que la concentración de OH–
permanececonstante a lo largo de las medidas ([OH–]0 = [OH–] = cte). Así pues la ley de velocidad se podrá
expresar:
(4)

! ="#$ %&'! (!" !) %&*+,! (
!"# =!$ %&'! (*
)

donde kap es una constante aparente de velocidad:

(5)

Puesto que la forma P2- tiene un color intenso, la conversión de P2- a POH3- puede seguirse midiendo los
cambios en la absorbancia de la disolución. Esta magnitud está...