Este documento describe un experimento de laboratorio para determinar la constante de repartición de ácido acético entre agua y éter diético. Los estudiantes prepararon soluciones acuosas de ácido acético con diferentes normalidades y las pusieron en equilibrio con éter diético. Midieron el volumen de ácido acético en cada fase mediante titulación para calcular la concentración y la constante de repartición. Encontraron que la constante de repartición fue mayor para soluciones más diluidas, lo que indica una mayor asociación del á

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería de Petróleo y Petroquímica
PRIMER LABORATORIO
COMPROBACION DE LA LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
CURSO
Fisicoquímica
DOCENTE
Paulino Romero, Amador Eudocio
ALUMNOS
 Vásquez Maguiña, Henry Alex
 Sánchez Quispe, Nilthon Martell
20102144F
 Quispe Segura, Ítalo Joseph 20112639H
20104128H
CICLO
2013-II
FECHA DE REALIZACION: 9 de Setiembre del 2013
FECHA DE ENTREGA:23 de Setiembre del 2013
LIMA-PERU
LAB. 01 Comprobación: Ley Cero de la Termodinámica
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1. OBJETIVOS


Determinar la constante de constante de repartición en las dos fases.
Obtener evidencias acerca de la asociación o disolución en uno o en ambos
disolventes.
2. FUNDAMENTO TEORICO
La partición de un soluto entre dos disolventes inmiscibles está gobernada por la ley
de distribución. Para un soluto A que se distribuye entre una fase acuosa y una fase
orgánica de acuerdo al equilibrio.
A una temperatura dada la constante de equilibrio K dada por:
Se le conoce como el coeficiente de partición o distribución. Los términos en corchetes
representan la actividad (Concentración) de las especies en la fase orgánica y en la
fase acuosa, pero en ocasiones se utiliza la concentración molar sin cometer mucho
error. En otras ocasiones la cantidad en corchetes se relaciona a la solubilidad del
soluto en cada disolvente.
El soluto puede existir en varios estados de agregación en cada disolvente y el
equilibrio en (1) se puede escribir
Y la expresión del coeficiente de partición será:
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Los coeficientes de partición ayudan a establecer las condiciones experimentales que
se necesitan para transferir un soluto de un disolvente a otro. Para el sistema sencillo
descrito en la relación (1), si tenemos
ml de una solución acuosa que tiene
moles iniciales de A y que pretendemos extraer con
ml de un disolvente orgánico
inmiscible. En equilibrio, a1 moles de A permanecerán en la fase acuosa y éstos se
representan por:
Lo que se distribuyó a la fase orgánica entonces será:
Al sustituir la relación (6) y (5) en la (2) y re-arreglando se obtiene:
El número de mili moles, a2, que quedan después de una segunda extracción del agua
con cantidad idéntica de disolvente por el mismo razonamiento anterior será
Al sustituir la relación (8) en la (7) se obtiene
Después de n extracciones los mili moles que quedan son:
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La ecuación (10) se puede re-escribir en términos de la concentración final e inicial en
la fase acuosa si sustituimos las relaciones:
Entonces:
La eficiencia de la extracción múltiple aumenta cuando pequeñas porciones de
volumen de disolvente se usan en vez de una sola porción de una cantidad grande de
volumen. La ecuación 12 es de naturaleza exponencial y muestra un comportamiento
exponencial, figura
La eficiencia de las extracciones múltiples disminuye rápidamente a medida que
aumenta el número de extracciones consecutivas y por esto más de cinco o seis
extracciones no aumentan la eficiencia de separación.
FIGURA
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3. MATERIALES
INSTRUMENTOS
1 Pipeta 25ml
3 Matraz Erlenmeyer
3 Tapones de corcho
3 Vasos de precipitado
3 Fiolas
1 Bureta
1 Embudo de separación
1 Soporte universal
Fig. 1 Instrumentos de Laboratorio
(De izquierda a derecha: Embudo de separación,
3 Matraz Erlenmeyer con sus respectivos Tapones,
De arriba abajo: 1 Bureta, 1 pipeta)
REACTIVOS
Ácido acético 100ml (HAc 0.5N)
Ácido acético 100ml (HAc 1.5N)
Ácido acético 100ml (HAc 2.0N)
Éter di etílico 75ml
Hidróxido de sodio 200ml(NaOH
0.5N)
Hidróxido de sodio 200ml(NaOH
0.01N)
Fig.2 Reactivos
(De izquierda a derecha: Ácido Acético , Éter Di
etílico , Hidróxido de Sodio )
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4. PROCEDIMIENTO
I.
Primeramente se prepara las soluciones de Ácido Acético con las diferentes
normalidades ( 0.5N ,1N y 2N )
Fig. 3 Soluciones de Ácido Acético de diferentes concentraciones
(De izquierda a derecha: Conc. 0.5N ,Conc. 1N , Conc. 2N )
II.
En el embudo de separación transvasamos 25ml de ácido acético (0.5N) y
posteriormente adicionamos 15ml de éter (agitar con frecuencia durante 20
min).
Fig. 4 Solución en equilibrio (Se nota el equilibrio
heterogéneo entre las 2 soluciones
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III.
Una vez pasado el tiempo (cuando las soluciones alcancen el equilibrio)
separamos la capa inferior, teniendo cuidado que no pase nada de la capa
superior.
Fig.5 (Las muestras en las fiolas son de la parte inferior del embudo,
mientras las muestras de los matraces son la parte superior)
IV.
De cada capa tanto inferior se toma 10ml y se titula con NaOH (0.5N) usando
fenolftaleína como indicador.
Fig. 6 (Inicio de la titulación)
V.
Fig. 7 (Primeros indicios de la
titulación)
Se repite los pasos de I al IV para las concentraciones de 1N y 2N.
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5. CALCULOS Y RESULTADOS
ACIDO ACÉTICO
(0.5N)
FASE
ACUOSA
FASE
ORGÁNICA
1°
Titulación
2°
Titulación
1°
Titulación
2°
Titulación
ACIDO ACÉTICO
(1N)
ACIDO ACÉTICO
(2N)
9.9 mL
18mL
25mL
10.2mL
19mL
27.2mL
4 mL
6mL
9mL
4.3mL
7mL
11.2mL
Fig. 8 (Tabla de datos experimentales)
ACIDO ACÉTICO
(0.5N)
ACIDO ACÉTICO
(1N)
ACIDO ACÉTICO (2N)
FASE ACUOSA
9.65mL
18.5mL
26.1mL
FASE ORGÁNICA
4.15mL
6.5mL
10.1mL
Fig. 9 (Tabla de datos con los volúmenes promediados)
La constante de repartición es una relación de concentraciones, para lo cual
primeramente tendremos que hallar la concentración
presenta en cada
fase, para lo cual recurriremos a los principios de la titulación
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 Para
(0.5N)
 Fase acuosa

Fase Orgánica
Por lo tanto “K” seria:
 Para
(1N)
 Fase acuosa

Fase Orgánica
Por lo tanto “K” seria:
 Para
(2N)
 Fase acuosa

Fase Orgánica
Por lo tanto “K” seria:
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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
o Recomendaciones:
1. El reparto se debe efectuar a temperatura constante durante todo el
proceso, puesto que la temperatura influye sobre la cantidad de soluto
disuelta en cada líquido, de forma que para cada temperatura de trabajo el
equilibrio de distribución del soluto en los distintos disolventes será distinto.
2. No debe producirse ninguna reacción química entre ninguno de los
componentes del sistema, ya que si se forma un nuevo producto, esto
falsearía los datos referidos a las concentraciones del soluto inicial.
3. Las disoluciones deben ser diluidas ya que a altas concentraciones
aparecen interacciones entre soluto y disolventes que interfieren en la
proporción en la que el soluto se distribuye en las distintas fases.
o
Conclusiones:
1. Después de una serie de procesos hallamos el
ser un promedio de los experiencias dadas.
, que vendría a
2. Pudimos constatar que la cantidad disuelta de ácido acético en el medio
acuoso fue mayor que la disuelta en el medio orgánico, esto se debe a que
en el medio acuoso se formaron enlaces puente de hidrogeno, lo que
permitió una mayor atracción entre estos dos. además con esto verificamos
la asociación a ambos disolventes por parte del ácido.
7. BIBLIOGRAFIA
Guía de laboratorio Fisicoquímica 1, “Equilibrio heterogéneo-distribución
de un soluto entre dos solventes inmiscibles”, Universidad Nacional de
Ingeniería.
Fisicoquímica, Gilbert Castellán (Segunda Edición 1974-1987).
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