Determinación Espectrofotométrica De Una Constante De Equilibrio
Páginas: 7 (1688 palabras)
Publicado: 25 de octubre de 2012
Universidad de Chile Facultad de Ciencias
Informe de Laboratorio N°7
Determinación espectrofotométrica de una constante de equilibrio.
Integrantes: Nicolás Albornoz Vergara Osmán Díaz Rivera Laura Navarro Heredia Profesor: Dr. Juan Sebastián Gómez Jeria Carrera: Ingeniería en Biotecnología Molecular
Resultados Brutos obtenidos Los resultados obtenidos en la experiencia práctica setabulan a continuación: Tabla 1. pH y absorbancia de la solución con respecto al pH del buffer utilizado pH del pH de la Absorbancia Buffer solución a 400 nm 3,0 2,8 0,093 3,4 3,31 0,124 3,6 3,54 0,147 4,4 4,33 0,279 4,6 4,56 0,238 Análisis de datos En primer lugar se considera que la constante de disociación de un ácido débil disuelto en agua está dada por:
(1)
Donde la constante de acidez (Ka)está dada por:
(2)
Recordando la ecuación de Henderson Hasselbach
(3)
Cuando una luz atraviesa un medio transparente, parte de ella puede ser absorbida, por lo tanto la lus transmitida (It) es siempre es menor a la luz incidente (I o). A medida que el espesor (l) del medio transparente aumenta en progresión aritmética, disminuye la intensidad de la luz transmitida en progresión geométrica. Porlo tanto, I t es función de Io multiplicada por una potencia de 10 con exponente negativo, cuyo valor depende del coeficiente de extinción, la cual es una constante característica para cada medio y del espesor del medio. Lo cual se expresa así:
(4)
A medida que la concentración (c) de la solución aumenta en progresión aritmética, la intensidad de luz transmitida disminuye en progresióngeométrica. Esto se expresa de la siguiente manera: (5)
La relación entre la disminución de la intensidad de la luz transmitida con la concentración y el camino recorrido por la luz al atravesar la solución está dada por la Ley de LambertBeer que corresponde a la siguiente expresión matemática:
(6)
Al dividir la ecuación anterior por I o tenemos la transparencia, que expresada matemáticamentecorresponde a:
(7)
Al aplicar log a la ecuación (7) obtenemos la absorción o absorbancia (A), lo que se expresa matemáticamente como:
(8)
De modo que la absorbancia se define expresa como:
(9)
Finalmente, despejando la ecuación en función de la concentración, obtenemos:
(10)
Para determinar la concentración de 2,4-dinitrofenol (DNF) es necesario relacionar el volumen y laconcentración, por lo que utilizaremos la siguiente ecuación:
(11)
Despejando la ecuación en función de M2, tenemos:
(12)
Para determinar la Ka definimos:
(13)
Cálculo de Porcentaje de error: % error =
(14)
Considerando que la concentración inicial de los 5 ml de DNF utilizados corresponde a , y utilizando la ecuación (12) determinamos que la concentración final de DNF es equivalente a .Utilizando la ecuación (10) podemos determinar la concentración de DNF para cada absorbancia medida. Consideramos el coeficiente de extinción molar ( ) del anión a 400 nm igual a y el espesor de la celda equivalente a 1 cm. Para A= 0,093
Para A = 0,124
Para A = 0,147
Para A = 0,279
Para A = 0,283
Ya que conocemos el valor de [A-] se puede determinar [HA] restándole [A-] a laconcentración de DNF. Tabla II. Concentración de A- y HA en función del pH de la solución. pH de la Absorbancia a [A-] (M) [HA] (M) log[A-]/[HA] solución 400 nm 2,8 0,093 -0,68 3,31 0,124 -0,53 3,54 0,147 -0,43 4,33 0,279 0,024 4,56 0,283 0,038 Para calcular el pKa se realiza un gráfico pH de la solución versus log[A-]/[HA], donde se observa una recta que corta el eje y. En dicho punto el pH será igual alpKa. El valor obtenido por el intercepto corresponde al valor de pH donde log[A-]/[HA] es cero, por lo tanto a ese pH es equivalente al pKa.
Gráfico 1. pH de la solución versus log[A-]/[HA]
El intercepto de la pendiente con el eje y entregado por el software del programa OriginPro 8 fue de 4,40; por lo tanto es a este pH donde las especies [A-] y [HA] están en igual concentración....
Informe de Laboratorio N°7
Determinación espectrofotométrica de una constante de equilibrio.
Integrantes: Nicolás Albornoz Vergara Osmán Díaz Rivera Laura Navarro Heredia Profesor: Dr. Juan Sebastián Gómez Jeria Carrera: Ingeniería en Biotecnología Molecular
Resultados Brutos obtenidos Los resultados obtenidos en la experiencia práctica setabulan a continuación: Tabla 1. pH y absorbancia de la solución con respecto al pH del buffer utilizado pH del pH de la Absorbancia Buffer solución a 400 nm 3,0 2,8 0,093 3,4 3,31 0,124 3,6 3,54 0,147 4,4 4,33 0,279 4,6 4,56 0,238 Análisis de datos En primer lugar se considera que la constante de disociación de un ácido débil disuelto en agua está dada por:
(1)
Donde la constante de acidez (Ka)está dada por:
(2)
Recordando la ecuación de Henderson Hasselbach
(3)
Cuando una luz atraviesa un medio transparente, parte de ella puede ser absorbida, por lo tanto la lus transmitida (It) es siempre es menor a la luz incidente (I o). A medida que el espesor (l) del medio transparente aumenta en progresión aritmética, disminuye la intensidad de la luz transmitida en progresión geométrica. Porlo tanto, I t es función de Io multiplicada por una potencia de 10 con exponente negativo, cuyo valor depende del coeficiente de extinción, la cual es una constante característica para cada medio y del espesor del medio. Lo cual se expresa así:
(4)
A medida que la concentración (c) de la solución aumenta en progresión aritmética, la intensidad de luz transmitida disminuye en progresióngeométrica. Esto se expresa de la siguiente manera: (5)
La relación entre la disminución de la intensidad de la luz transmitida con la concentración y el camino recorrido por la luz al atravesar la solución está dada por la Ley de LambertBeer que corresponde a la siguiente expresión matemática:
(6)
Al dividir la ecuación anterior por I o tenemos la transparencia, que expresada matemáticamentecorresponde a:
(7)
Al aplicar log a la ecuación (7) obtenemos la absorción o absorbancia (A), lo que se expresa matemáticamente como:
(8)
De modo que la absorbancia se define expresa como:
(9)
Finalmente, despejando la ecuación en función de la concentración, obtenemos:
(10)
Para determinar la concentración de 2,4-dinitrofenol (DNF) es necesario relacionar el volumen y laconcentración, por lo que utilizaremos la siguiente ecuación:
(11)
Despejando la ecuación en función de M2, tenemos:
(12)
Para determinar la Ka definimos:
(13)
Cálculo de Porcentaje de error: % error =
(14)
Considerando que la concentración inicial de los 5 ml de DNF utilizados corresponde a , y utilizando la ecuación (12) determinamos que la concentración final de DNF es equivalente a .Utilizando la ecuación (10) podemos determinar la concentración de DNF para cada absorbancia medida. Consideramos el coeficiente de extinción molar ( ) del anión a 400 nm igual a y el espesor de la celda equivalente a 1 cm. Para A= 0,093
Para A = 0,124
Para A = 0,147
Para A = 0,279
Para A = 0,283
Ya que conocemos el valor de [A-] se puede determinar [HA] restándole [A-] a laconcentración de DNF. Tabla II. Concentración de A- y HA en función del pH de la solución. pH de la Absorbancia a [A-] (M) [HA] (M) log[A-]/[HA] solución 400 nm 2,8 0,093 -0,68 3,31 0,124 -0,53 3,54 0,147 -0,43 4,33 0,279 0,024 4,56 0,283 0,038 Para calcular el pKa se realiza un gráfico pH de la solución versus log[A-]/[HA], donde se observa una recta que corta el eje y. En dicho punto el pH será igual alpKa. El valor obtenido por el intercepto corresponde al valor de pH donde log[A-]/[HA] es cero, por lo tanto a ese pH es equivalente al pKa.
Gráfico 1. pH de la solución versus log[A-]/[HA]
El intercepto de la pendiente con el eje y entregado por el software del programa OriginPro 8 fue de 4,40; por lo tanto es a este pH donde las especies [A-] y [HA] están en igual concentración....
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