Práctica laboratorio: Propiedades eléctricas de las disoluciones de electrolitos. Aplicación: cinética de la hidrólisis del acetato de etilo
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- José Francisco Rodríguez Venegas
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1 Prácica laboraorio: Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: cinéica de la hidrólisis del aceao de eilo Auor desconocido. Public Domain. hp://pixabay.com/es/icono-luz-bombillaema-apps-idea-28020/ Jorge Bañuelos, Luis Lain, Leyre Pérez, Maria Nieves Sánchez ayo, Alicia Torre, Miren Iziar Urrecha Dpo Química Física
2 PÁCTICA LABOATOIO: Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: cinéica de la hidrólisis del aceao de eilo OBJETIVO: A) Esudio de la conducividad de elecrolios fueres y débiles. Deerminación de conducividad molar límie. B) Esudio mediane conducimería de la cinéica de una reacción química. MEDIDA EXPEIMENTAL: Deerminación de la conducividad de disoluciones de elecrolios mediane un conducímero.
3 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: A) Esudio de la conducividad de elecrolios fueres y débiles. Deerminación de conducividad molar límie. CH 3 COONa Ley de la migración independiene de iones de Kohlrausch Λº CH 3 COOH CH 3 COOH Débiles HCl CH 3 COONa Fueres Deerminar Λº para odos ellos NaCl
4 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: Análisis de la dependencia de la conducividad y c /2 para: Elecrolio fuere Λ Λ = 000 M κ Λº Elecrolio débil c /2 Elecrolios fueres Λ = Λ 0 A M /2 Λ Conducividad molar límie
5 Elecrolio débil: Λ? Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: Ley de la migración independiene de iones (Kohlrausch): Λ 0 = λ λ 0 Λ 0+ y Λ 0- son los valores de Λ que se obienen a parir de deerminaciones con elecrolios fueres. HAc H + + Ac - Λ (Hac)= Λ (NaAz) +Λ (HCl)-Λ (NaCl) NaCl Na + + Cl - HCl H + + Cl - Λ (NaCl) Λ (HCl) NaAc Na + + Ac - Λ (NaAc) Elecrolios fueres
6 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: B) Esudio mediane conducimería de la cinéica de una reacción química A una emperaura dada la conducividad del ion CH 3 COO - es menor que la del ion OH - A medida que avanza la reacción se consume OH- y disminuye la conducancia de la solución (o aumena su resisencia). Esa resisencia se mide a ravés del iempo con un conducímero. Se verifica que es una cinéica de primer orden para cada reacivo y se calcula la consane de velocidad k. o = [ EAc] o k
7 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: v = d[ch 3 COOE] - = k [CH 3 COOE] [NaOH] d Si [CH 3 COOE] 0 = [NaOH] 0 v = d[ch 3 COOE] - = k [CH 3 COOE] 2 d EACCIONES DE ODEN 2 v = k [A] 2 -(-/ [A]) = K
8 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: elación enre Λ y concenración? Generalmene la conducividad molar se expresa en (S cm 2 mol - ). Como la conducividad, κ se expresa en (S cm -) y la concenración en (mol L - ) se inroduce un facor de corrección para hacer compaibles las unidades. La ecuación para Λ m que se deberá usar en la prácica es: = ρ ce célula
9 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: = Λ 000ce célula c = ρ ce célula Exisirá una dependencia enre c y Λ del ipo Se rabaja en un inervalo de c muy pequeño y se considera Λ como consane =cec ΛA = 000 ce célula c A = ce A c A
10 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: Tiempo Conducividad debida a 0 NaOH 0 = ce[ NaOH ] 0 = ce[ CH 3 COOE] 0 NaOH y CH 3 COONa = ce[ CH COOE] + ce'([ CH COOE] [ CH COOE] ) CH 3 COONa = ce[ CHCOOE 3 ] 0 Tiempo 0 Tiempo CHCOOE] ce' ce 0 [ 3 0 = Tiempo CHCOOE] [ 3 ce' ce =
11 ce ce COOE CH = ' ] [ ce ce COOE CH = ' ] [ 3 [ ] k EAc o o = Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación:
12 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: FUNDAMENTO PÁCTICO MATEIALES erlenmeyer de 250 cm 3 5 maraces aforados de 00 cm 3 pipea de 0cm 3 pipea de 5cm 3 3 vasos de precipiados de 00 cm 3 vaso de precipiado de 250 cm 3 burea varilla de vidrio pipeas Paseur conducímero cronómero SUSTANCIAS Ácido acéico (0, M) Ácido clorhídrico (0, M) Cloruro sódico (0, M) Aceao de eilo (0,3 M) Aceao sódico (s) Hidróxido sódico (s) Hidrógeno falao poásico (s) Fenofaleína Cloruro poásico (0,0M esándar)
13 POCEDIMIENTO EXPEIMENTAL A Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: SEIE A parir de la disolución 0, M preparar 00 cm 3 de las siguienes disoluciones de : C : 20 cm 3 de C 0 en 00 cm 3 C 2 : 0 cm 3 de C 0 en 00 cm 3 C 3 : 5 cm 3 de C 0 en 00 cm 3 C 4 : 0 cm 3 de C en 00 cm 3 C 5 : 5 cm 3 de C en 00 cm 3 GUPO A: HCl GUPO B: NaCl GUPO C: CH 3 COONa SEIE 2 A parir de la disolución 0, M de CH 3 COONa preparar 00 cm 3 de las siguienes disoluciones de : Es un elecrolio fuere o débil? C : 50 cm 3 de C 0 en 00 cm 3 C 2 : 0 cm 3 de C 0 en 00 cm 3 C 3 : 5 cm 3 de C 0 en 00 cm 3 C 4 : 0 cm 3 de C 2 en 00 cm 3 C 5 : 5 cm 3 de C 2 en 00 cm 3
14 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: Empleando la disolución esándar de KCl, deerminar la consane de la célula Medir la conducividad del agua empleada en la preparación de las disoluciones Medir la conducividad de cada una de las disoluciones -(dis) SEIE Dis (Ω-) SEIE 2 Dis. -(dis) (Ω-) C C 2 C C 2 C 3 C 3 C 4 C 4 C 5 C 5 AVISO: Asegurarse que la célula de conducividad ese limpia anes de hacer una medida. Para ello lavar con agua hasa que la conducividad sea consane. Secar el elecrodo anes de medir. Al realizar las medidas de una misma serie no limpiar el elecrodo y medir de la más diluída a la más concenrada.
15 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: B Se uilizan concenraciones iniciales iguales de las aceao de eilo e hidróxido sódico. Se prepara una disolución de NaOH 0.02M por dilución de una solución madre (M=0.) previamene valorada. Se prepara la solución de aceao de eilo por pesada. Se pipeean 50 ml de la solución de aceao de eilo en un erlenmeyer, se agregan 50 ml de la solución de NaOH medido con pipea. En el insane del agregado de la segunda solución, se pone en marcha un cronómero y se lee el iempo de mezclado ( 0 ) y se mezclan bien Se realizan las siguienes lecuras del conducímero (L) cada dos minuos ( ) hasa los 40 minuos aproximadamene.
16 Para deerminar la conducividad inicial: se diluyen 25 ml de la solución de NaOH 0.02M uilizada en la experiencia a 25 ml con agua de conducividad. Para deerminar la conducividad final: a) se mide la conducividad de la solución reaccionane al día siguiene. b) se prepara una disolución de aceao sódico de concenración correspondiene a la reacción oal y se mide su conducividad. 0 [ ] k EAc o o = Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación:
17 TATAMIENTO DE DATOS A Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: Conducividad serie Elecrolio: Consane de la célula = - (H 2 O) = Conducividad serie 2 (ácido acéico) Elecrolio: Consane de la célula = - (H 2 O) = K (elecrolio) = k(disolución) - k(agua) Dis [ ] (M) - (dis) (Ω - ) k(dis) (Ω - cm - ) k (Ω - cm - ) Λ (Ω - cm 2 mol - ) M /2 C C 2 C 3 C 4 C 5
18 Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación: Calcula la conducividad molar de cada una de las disoluciones epresenar - (L) vs M /2 Deerminar la conducividad molar límie del elecrolio fuere Deerminar la conducividad molar límie del elecrolio débil: Λ (NaAz) + Λ (HCl) - Λ (NaCl)
19 B 0 0,2 0,4 0,6 0,8, y = 0, ,040074x = 0,99878 Tiempo (min) o [ ] k EAc o o = [ ] ) min ( = M EAc o pendiene k Propiedades elécricas de las disoluciones de elecrolios. Aplicación:
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