EQUILIBRIO DE DISTRIBUCIÓN

I.-OBJETIVOS:

Determinar la constante de distribución Kd de un soluto en dos

solventes inmiscibles y posible disociación o asociación (n)

II.-MARCO TEÓRICO:

Se produce la distribución de un componente entre dos fases liquidas

inmiscibles disolviéndose este soluto en las fases en diferentes

proporciones

LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO LÍQUIDO

La extracción líquido-líquido, también conocida extracción de solvente, es

un proceso químico empleado para separar componentes en solución

mediante su distribución en dos fases liquidas inmiscibles.

Este proceso también se le conoce como extracción liquida o extracción

con disolvente de resago; sin embargo, este ultimo termino puede

prestarse a confusión, porque también se aplica a la lixiviación de una

sustancia soluble contenida en un sólido. Ya que la extracción líquido-

líquido involucra transferencia de masa de una fase líquida a una

segunda fase líquida inmiscible,

En una operación de extracción líquido-líquido se denomina alimentación

a la disolución cuyos componentes se pretende separar, disolvente de

extracción al líquido que se va a utilizar para separar el componente

deseado, refinado a la alimentación ya tratada y extracto a la disolución

con el soluto recuperado. En la Figura 1 se muestra un esquema de las

corrientes implicadas en la operación

Figura 1. Esquema idealizado de una operación de extracción líquido-líquido.

En el diseño de una operación de extracción líquido-líquido suele

considerarse que el refinado y el extracto se encuentran equilibrio. Los

datos de equilibrio que deberán manejarse serán como mínimo los

correspondientes a un sistema ternario (dos disolventes y un soluto), con

dos de los componentes inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí.

DISTRIBUCION DE SOLUTOS ENTRE DISOLVENTES

NO MISCIBLES

Si a la mezcla de dos líquidos inmiscibles se añade un exceso de ,un

líquido o de un sólido, éste se distribuirá entre las dos fases, de forma

que cada una de ellas quede saturada. Cuando la sustancia se adiciona

a los dos disolventes inmiscibles, en cantidad suficiente para saturarlos,

aquella se distribuirá entre las dos capas en una razón .determinada de

concentraciones.

Si C1 y C2 son las concentraciones de equilibrio de la sustancia en, el

disolvente, y el disolvente, la ecuación de equilibrio será

[1]

La constante de equilibrio k recibe el nombre de razón o coeficiente -de

distribución, o coeficiente de reparto. La ecuación [1] , que se conoce

como ley de distribución, es sólo estrictamente aplicable a disoluciones

diluidas en las cuales pueden despreciarse los coeficientes de actividad.

Ejemplo 16. Cuando se distribuye el ácido bárico entre agua y alcohol

amílico, a 25°C, se encuentra que la concentración en el agua es de

0,0510 mol/l, y en el alcohol amílico es 0,0155 mol/1. ¿Cuál es el

coeficiente de reparto?

No se ha establecido criterio alguno acerca de si la concentración en la

fase acuosa o en la fase orgánica deberá colocarse en el numerador. Por

tanto, el resultado puede expresarse también por:

Pero siempre debe especificarse el criterio seguido para expresar el

coeficiente de distribución.

(CH3COOH)CHCl3 -- (CH36COOH)H2O

III.-PARTE EXPERIMENTAL:

MATERIALES Y REACTIVOS:

4 matraces erlenmeyer con tapas

Pipetas graduadas

Pera de bromo

Bureta

Soporte universal y accesorios

Piceta

Agua destilada

Hidróxido de sodio 01862 N

Ácido acético de concentraciones: 1.588N,1.794N,0.397N,0.198N

Éter o cloroformo(CHCl3)

Fenolftaleina

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

PASO 1

Colocar en 4 matraces erlenmeyer muestras de ácido acético 20 mililitros

para cada una

PASO 2

Añadir 20 mililitros de éter o cloroformo a los matraces a cada uno y

agitar enérgicamente hasta establecer un equilibrio de distribución.

PASO 3

Separar las dos fases líquidas, agua-cloroformo, con una pera de bromo

Para cada muestra.

PASO 4

A cada fase separada titular con hidróxido de sodio y anotar el gasto

obtenido

IV.-RESULTADOS EXPERIMENTALES:

Concentración de Ácido Acético

1.588N 1.794N 0.397N 0.198N

Volumen utilizada para la fase

acuosa

8ml 4ml 8ml 8ml

Volumen gastado de Na(OH) para la

fase acuosa

60.3ml 15.5ml 13.8ml 6.7ml

Volumen utilizada para la fase del

cloroformo

8ml 8ml 8ml 8ml

Volumen gastado de Na(OH) para la

fase del cloroformo

7.9ml 1.8ml 0.6ml 0.1ml

V.-CÁLCULOS:

Para la muestra de ácido acético 1.588N

Hallando la concentración del ácido acético en la fase acuosa

NlCH3COOHV CH3COOH= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NlCH3COOH8ml= 0.1862x6.3ml Nl=1.4035N

Hallando la concentración del ácido acético en la fase del cloroformo

NCloroformoV cloroformo= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NCloroformo8ml= 0.1862x7.9 NCloroformo=0.1839N

Hallando el Kd

Para la muestra de ácido acético 0.794N

NlCH3COOHV CH3COOH= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NlCH3COOH4ml= 0.1862x15.5ml Nl=0.7215N

Hallando la concentración del ácido acético en la fase del cloroformo

NCloroformoV cloroformo= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NCloroformo8ml= 0.1862x1.8 NCloroformo=0.0419N

Hallando el Kd

Para la muestra de ácido acético 0.387N

NlCH3COOHV CH3COOH= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NlCH3COOH8ml= 0.1862x13.8ml Nl=0.3212N

Hallando la concentración del ácido acético en la fase del cloroformo

NCloroformoV cloroformo= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NCloroformo8ml= 0.1862x0.6ml NCloroformo=0.0140

Hallando el Kd

Para la muestra de ácido acético 0.198N

NlCH3COOHV CH3COOH= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NlCH3COOH8ml= 0.1862x6.7ml Nl=0.1559N

Hallando la concentración del ácido acético en la fase del cloroformo

NCloroformoV cloroformo= NNaOHVNaOH

Reemplazando

NCloroformo3ml= 0.1862x0.1ml NCloroformo=0.0062N

Hallando el Kd

VI.-TABLAS Y GRÁFICOS:

Tabla 1

X= NCH3COOH Y= NlCH3COOH

0.1839 1.4035

0.0419 0.7215

0.0140 0.3212

0.0062 0.1559

Datos obtenidos experimentalmente

Por lo tanto la ecuación de la recta el y= 6.4684259x+0.2527168

Entonces la pendiente es 6.4684259 que es igual al Kd

VII.-COCNCLUSIONES:

La constante de distribución en las dos primeras muestras tienen

una diferencia grande pero, en las dos siguientes la diferencia se

hace más pequeña por lo tanto el error tambien

En la grafica nos da el Kd más aproximado.

VIII.-SUGERENCIAS:

Al momento de titula la muestra de fase cloroformo agitar

enérgicamente porque la fenolftaleina no reacciona tan rápido que

en el agua

Al momento de separar las fases deben esperarse unos minutos

para que se separen por completo y decantar con una pera de

bromo, asegúrese de que la pera este abierta al momento de

decantar.

IX.-REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA

http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/

ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-fisquim-farm9/c14.4.html

www.quimicaorganica.net/.../extraccion.htm

http://www.ugr.es/~iquimica/documentos/ATT00059.pdf

http://www.geocities.com/athens/forum/7049/eq-homogeneo.pdf