Determinación del Coeficiente de Distribución

NÚMERO DE EQUIPO: 3

NOMBRE DE LOS MIEMBROS DEL EQUIPO Y PORCENTAJE DE PARTICIPACIÓN:

 Rodríguez Villanueva Jairo Tonatiuh 25 %

Rojas Mendoza Lizet 25%

Romero Cano Emiliano 25%

Rosales Vázquez Axel 25%

PROFESOR: Dr. Mario González Perea

FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA 21 – agosto - 2023

FECHA DE LA ENTREGA DE REPORTE 26 – agosto - 2023

Práctica No. 1.

TÍTULO: Determinación del Coeficiente de Distribución

OBJETIVO: Determinar la distribución del ácido benzoico entre dos solventes inmiscibles (agua y tolueno).

RESUMEN

La práctica aborda de lo que ocurre cuando se intenta mezclar dos líquidos inmiscibles, dando lugar a una fase orgánica y una inorgánica, y cómo esto será de mucha utilidad para determinar el coeficiente de distribución de un soluto que se encuentra inmerso en ellas. Con ayuda de un embudo de separación y una correcta titulación es como se plantea obtener dicho coeficiente.

INTRODUCCIÓN

Los líquidos puros son aquellos en los que sus componentes no pueden ser separados por medio de métodos físicos, por ello se caracteriza como un fluido con características propias de los líquidos, sin contener otros compuestos en disolución mezcla o cualquier elemento que pueda ser separado por un proceso físico. Existe un tipo de extracción que es muy usada para separar líquidos, conocida como extracción por solventes, aquí se tiene a un soluto distribuido entre dos fases líquidas inmiscibles entre sí, que se encuentran en un contacto mutuo (1). Para la extracción por solventes se debe utilizar un embudo de separación, el cual contendrá dos capas de líquidos, una fase orgánica y una inorgánica o acuosa; la utilización de este embudo es algo sencilla, pues solo basta con agitar todos los componentes de la mezcla de los líquidos con el soluto y dejarla reposar por unos minutos para observar la separación de las fases, formándose una interfase entre ambas (2).

El coeficiente de distribución es definido como una relación que existe entre la concentración total de una sustancia o soluto en la fase orgánica con respecto a su concentración en la fase inorgánica, cuando la mezcla de fases se encuentra en equilibrio, y sin verse afectada por si la fase orgánica es ligera o pesada. Fue Walther Nernst el que vio necesario tomar en consideración las diferentes reacciones del soluto en cada una de las fases inmiscibles, desde la dimerización en la fase orgánica hasta la disociación en la fase inorgánica (1). Es por ello que surgió la ley de la distribución de Nernst, la cual nos explica la manera en que se distribuirá un soluto entre los disolventes inmiscibles, para lo cual es necesario tener un soluto que sea solubles en ambos líquidos; además nos muestra que la relación existente entre las concentraciones en ambas fases, cuando están en equilibrio, va a ser constante sin importar la cantidad de soluto que se disuelva o del volumen de líquido empleado. La ley de Nernst es utilizada en las disoluciones diluidas y cuando tenemos solutos que se comportan idealmente, un ejemplo de soluto sería el ácido benzoico (3).

La expresión matemática para el determinar el coeficiente de distribución es:

[pic 1]

Donde:

 es el coeficiente de distribución[pic 2]

 es la concentración en la fase orgánica[pic 3]

 es la concentración en la fase inorgánica (4)[pic 4]

HIPÓTESIS.

Al mezclar el agua destilada y el tolueno en los embudos de separación, y después de agitarlos vigorosamente, se observará una delgada franja en medio de ambos líquidos, la cual será la interfase, pues los líquidos no se mezclarán homogéneamente por tener diferentes estructuras químicas. El ácido benzoico se disolverá por completo en ambas fases y habrá una concentración constante en ellas, esperando obtener coeficientes de distribución muy similares y cercanos al valor de 7 u 8 para los tres embudos.

MÉTODO EXPERIMENTAL.

El método experimental para la primera práctica es la utilización de embudos de separación y el uso de una extracción por solventes o extracción líquido-líquido.

MATERIAL Y SUSTANCIAS

Material: 

1 pipeta graduada de 5 mL

1 pipeta graduada de 2 mL

1 vaso de precipitado de 50 mL

1 bureta de 50 mL

1 pinza para bureta.

1 probeta de 10 mL

6 matraces Erlenmeyer de 25 mL

3 embudos de separación.

3 aros.

Sustancias: 

Agua destilada.

Ácido benzoico.

Tolueno.

35 ml solución 0.025M de NaOH.

Fenolftaleína.  

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Se colocaron 10 ml de agua destilada y 10 ml de tolueno en cada uno de los embudos de separación.

[pic 5]

Se pesaron los gramos aproximados de ácido benzoico y al primer embudo se le agregó 0.0250 g de ácido benzoico, al segundo embudo se le agregó 0.0511 g de ácido benzoico y al tercer embudo se le agregó 0.0775 g de ácido benzoico.

[pic 6]          [pic 7]          [pic 8]

Los tres embudos de etiquetaron para evitar confusiones.

[pic 9]

Se taparon los tres embudos y se agitaron vigorosamente durante un tiempo de 5 minutos aproximadamente, punto en el cual el ácido benzoico ya se había disuelto y distribuido en los líquidos inmiscibles.

[pic 10]          [pic 11]

En dos ocasiones se le saco el aire a los tres embudos de separación abriendo la perilla, posterior a esto se colocaron en su respectivo anillo y se dejaron reposar para la separación de fases.

[pic 12]          [pic 13]

Una vez que las fases se separaron, se destapo el primer embudo de separación y en un matraz Erlenmeyer se extrajo la fase orgánica, en un vaso de precipitado la interfase y en otro vaso de precipitado la fase acuosa.

[pic 14]

Se tomo una alícuota de 2 ml de la fase acuosa y se colocó en un matraz Erlenmeyer se colocaron dos gotas de fenolftaleína y se tituló con solución de NaOH.

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