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5- Resultados
5.1- Espectrofotometría UV/Vis de los reactivos
Gráfica 5.1 Peroximonosulfato de potasio 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia
de 365 y λ 193 nm
Gráfica 5.2 Acetato de cobalto 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia de 3.344 y λ
198.8 nm
30
Gráfica 5.3 acetilacetonato de cobalto(II) 0.0002M de 190 a 800nm con una absorbancia
de 3.961 y λ 291nm
Gráfica 5.4 benzoilacetonato de cobalto 0.00025 en una solución del 15% de
dimetilformamida con una absorbancia de 2.283 y una λ de 315.1nm
31
Las bandas que van de 190nm a 300nm son de dimetilformamida así que la banda del
benzoilacetonato de cobalto es la de 315.1nm
Gráfica 5.4 2 etilhexanoato de cobalto (II) 0.0008M con una absorbancia de 3.061 y una
λ 192.0nm
Gráfica 5.5 hexafluoroacetilacetonato de cobalto (II) 0.0002M con una absorbancia
máxima de 4.697 y una λmax 298 nm
32
Gráfica 5.6 acido oxálico 0.01M con una absorbancia de 3.910 y una λmax 194.1 nm
5.2- Espectrofotometría UV/Vis de las sales de cobalto y PMS
5.2.1- Acetato de cobalto y PMS
t=0
t=5
Gráfica 5.7 acetato de cobalto PMS (1:1) con una absorbancia inicial de 0.255 y una
final de 0.544 con una λ de 337.1nm
33
Al tiempo cero no se presentó absorbancia en la zona de 337.1nm, pero a los 30
segundos se observó el cambio en la banda, lo que dice que si hace falta tiempo para
que se inicie la reacción, esta banda es representativa del acomplejamiento del Co+3 con
el PMS. Al primer contacto del PMS con el acetato de cobalto se presenta el cambio de
color. Un cambio de color en la solución al añadir otro reactivo indica la formación de
una especie nueva, si la especie nueva que en general es un complejo muestra un pico
de absorción en la región visible del espectro (400-900nm). (Manku, 1983)
Al hacer esta primera reacción se ve un cambio de color donde el acetato de cobalto es
inicialmente color rosa y al agregarse el PMS cambia a color verde. La oxidación de
Co+2 a Co+3 es evidente por el cambio de color en la reacción donde va de rosado a
verde, cuando termina la descomposición de los sulfatos y las moléculas orgánicas la sal
regresa a su color rosado original probablemente reduciéndose a Co+2. (Chavez, 1999)
En este caso particular la región de interés es entre los 300 y 400nm donde se esta
formando una nueva banda la cual demuestra que si hay absorción en la zona del
espectro de radiación solar. (Bandala 2007)
34
t=0
t=5
Gráfica 5.8 acetato de cobalto PMS (1:2) con una absorbancia inicial de 0.286 y una
final de 0.524 con una λ de 336nm
Con estas concentraciones se sigue viendo la misma tendencia sólo que aumenta la
absorbancia en la región de 190 a 250 nm, y el proceso de enlace al Co+3 y la oxidación
del Co+2 ocurre más rápidamente con el exceso de PMS.
t=0
t=5
Gráfica 5.9 acetato de cobalto PMS (1:3) con una absorbancia inicial de 0 y una final de
0.202 con una λ de 335nm
35
Al ver esta concentración se ve que la región de 300 a 400nm casi no aumenta con
respecto al tiempo esto dice que el cobalto como el PMS tienen una función importante
en la reacción, hasta los 2 minutos y medio se presentó absorbancia en la región
observada.
Gráfica 5.10 acetato de cobalto PMS (2:1) con una absorbancia inicial de 0 y una final
de 0.868 con una λ de 342nm
Se esta aumentando la absorbancia en la región de 190 a 300 por el exceso de acetato de
cobalto y hasta el primer minuto es donde se presento absorbancia de 0.766 en la región
estudiada.
36
t=0
t=5
Gráfica 5.11 acetato de cobalto PMS (2:3) con una absorbancia inicial de 0 y una final
de 0.651 con una λ de 337.1nm
Se ve la misma tendencia donde el acetato de cobalto y el PMS tienen la misma
concentración, pero con una mayor absorbancia en la región de 190 a 300nm, se
presenta absorbancia hasta los 30 segundos de 0.309 a los 337.1nm
37
t=0
t=5
Gráfica 5.12 acetato de cobalto PMS (3:1) con una absorbancia inicial de 2.374 y una
final de 2.737 con una λ de 230nm
Aquí se presento una banda algo diferente ya que hubo un exceso de acetato de cobalto
y la banda que en los casos anteriores apareció a los 300-400nm se movió hacia los 220270 nm donde también aumentó la absorbancia.
38
t=0
t=5
Gráfica 5.13 acetato de cobalto PMS (3:2) con una absorbancia inicial de 0.540 y una
final de 0.559 con una λ de 335nm
Al cambiar las concentraciones del PMS y del acetato de cobalto se ve que no se forma
ninguna banda nueva ni significativa, lo que nos dice es que siempre esta ocurriendo la
misma reacción auque se encuentre en diferentes proporciones.
Al comparar todas las gráficas se puede ver que el PMS se esta enlazando con el Co+3 al
desplazase la grafica hacia la derecha, la velocidad de este enlazamiento se puede
acelerar al haber un exceso de PMS.
39
5.2.2- Acetilacetonato de cobalto y PMS
t=0
t=5
Gráfica 5.14 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:1) con una absorbancia inicial de
0.681 y una fina de 0.457 a con una λ de 272.1mn
Comparado con la gráfica de acetilacetonato puro donde se tenía una absorbancia de
3.961 y una λ 291nm se ve que hubo una reducción en la absorbancia y se recorrió la
banda hacia la izquierda desde que empieza la reacción, a los 30 segundos se nota una
reducción en la banda muy notoria donde ya se queda estable a esa absorbancia; este
desplazamiento es indicativo de una coordinación del metal al PMS, con la disminución
en la intensidad probablemente asociada
(Co+2
al cambio del estado de oxidación
Co+3).
40
t=0
t=5
Gráfica 5.15 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:2) con una absorbancia inicial de
0.414 y una final de 0.353 a con una λ de 272.1mn
La reducción en la absorbancia se ve que es menor ya que tiene menos cobalto y es el
que forma la banda en esta región.
41
t=0
t=5
Gráfica 5.16 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:3) con una absorbancia inicial de
0.409 y una final de 0.296 a con una λ de 272.1mn
t=0
t=5
Gráfica 5.17 Acetilacetonato de cobalto y PMS (2:1) con una absorbancia inicial de
0.814 y una final de 0.556 a con una λ de 272.1mn
42
Al aumentar la cantidad de cobalto se ve que la diferencia de las bandas entre el tiempo
cero y los primeros 30 segundos es mayor
t=0
t=5
Gráfica 5.18 Acetilacetonato de cobalto y PMS (2:3) con una absorbancia inicial de
0.511 y una final de 0.369 a con una λ de 272.1mn
t=0
t=5
Gráfica 5.19 Acetilacetonato de cobalto y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de
0.948 y una final de 0.589 a con una λ de 272.1mn
43
En este caso donde hay mas cobalto es donde se ve la mayor diferencia en las bandas
habiendo una reducción de absorbancia del 37.87%
t=0
t=5
Gráfica 5.20 Acetilacetonato de cobalto y PMS (3:2) con una absorbancia inicial de
0.693 y una final de 0.483 a con una λ de 272.1mn
En todos los casos se determinó una disminución en la absorbancia de la banda a la
misma longitud de onda y comparado con el acetilacetonato de cobalto puro, la longitud
de onda se recorrió un poco hacia la izquierda de 291 a 272.1nm. Entre más
acetilacetonato de cobalto la absorbancia es mayor.
5.2.3- Etilhexanoato de cobalto II y PMS
44
Gráfica 5.21 etilhexanoato de cobalto II y PMS (1:1)
Esta gráfica no indica cambios sustanciales en el sistema, aunque muestra una
disminución en la absorbancia de PMS, probablemente debido a su coordinación al
centro metálico.
5.2.4- Benzoilacetonato de cobalto y PMS
45
t=0
t=5
Gráfica 5.22 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:1) con una absorbancia inicial de
1.080 y una final de 0.664 y una λ 295.1
La banda estudiada se movió un poco hacia la izquierda indicativo de coordinación al
PMS, como ha pasado con las otras sales, la absorbancia no fue tan grande como en el
caso de la sal pura que era de 2.283 y disminuyó al agregarse el PMS del tiempo 0 a los
30 segundos donde después se estabilizó. Esta equivalencia fue la que mostró una
mayor diferencia en entre la primera y la ultima banda.
46
t=0
t=5
Gráfica 5.23 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:2) con una absorbancia inicial de
0.653 y una final de 0.422 y una λ 295.1
t=0
t=5
Gráfica 5.24 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:3) con una absorbancia inicial de
0.453 y una final de 0.308 y una λ 295.1
47
t=0
t=5
Gráfica 5.25 benzoilacetonato de cobalto y PMS (2:1) con una absorbancia inicial de
1.489 y una final de 1.114 y una λ 295.1
t=0
t=5
Gráfica 5.26 benzoilacetonato de cobalto y PMS (2:3) con una absorbancia inicial de
0.728 y una final de 0.533 y una λ 295.1
48
t=0
t=5
Gráfica 5.27 benzoilacetonato de cobalto y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de
1.540 y una final de 1.047 y una λ 295.1
t=0
t=5
Gráfica 5.28 benzoilacetonato de cobalto y PMS (3:2) con una absorbancia inicial de
1.157 y una final de 0.781 y una λ 295.1
49
Comparando todas la gráficas se observa que entre mayor benzoilacetonato de cobalto
hay una mayor absorbancia y al agregarse en PMS todas muestran una reducción muy
parecida en promedio de 31.77%.
5.2.5- Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS
Gráfica 5.29 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (1:1)
Con esta equivalencia no se presento absorbancia lo que nos dice que la reacción entre
el PMS y el cobalto fue muy rápida, indicando además la promoción de una especie de
Co+3 y la coordinación del PMS al metal.
50
t=0
t=5
Gráfica 5.30 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (2:1) con una absorbancia
de 0.259 y una λ de 304.9
t=0
t=5
Gráfica 5.31 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (3:1) con una absorbancia
inicial de 0.373 y una final de 0.124 y una λ de 303.1
51
t=0
t=5
Gráfica 5.32 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (3:2) con una absorbancia
de 0.194 y una λ de 304.9
Entre mayor es la concentración de cobalto más grande era la banda que en todos los
caos desapareció a los 30 segundos, a diferencia de las demás sales esta banda se movió
hacia la derecha de 298nm a 304nm.
5.3- Espectrofotometría UV/Vis de las sales Cobalto, PMS y Acido Oxálico
52
Gráfica 5.33 acetato de cobalto/PMS/ácido oxálico con una absorbancia inicial de
3.906 y una final de 1.274 y una λ inicial de 277nm y una λ final de 330nm
Las bandas de la izquierda son las del cobalto con el ácido oxálico y la de la derecha es
la del cobalto con el PMS ya que se presenta el mismo comportamiento, pero no se ve
tan marcado, la λ cambia y se va recorriendo hacia la derecha de 277nm a 330nm pero
al compararlo con cobalto y PMS la banda no se presenta en el mismo lugar, debido a la
formación de un complejo con ácido oxálico. Es importante resaltar que se siguió
presentando el color verde al juntar los reactivos aunque un poco más claro y después
de un día la mezcla volvió a tomar un tono rosado, indicando el regreso al estado de
oxidación de Co+2.
53
t=0
t=5
Gráfica 5.34 Acetilacetonato de cobalto III PMS acido oxálico con una absorbancia
inicial de 3.288 y una final de 3.467 y una λ de 200nm
En la parte izquierda se ve la presencia del ácido oxálico y se presenta el mismo
comportamiento que con el PMS, comparado con la grafica de acetato de cobalto y
PMS se ve que la banda se volvió a recorrer un poco hacia la izquierda de 272.1mn a
200nm, indicando coordinación al oxálico por el Co+3.
54
t=0
t=5
Gráfica 5.35 2etilhexanoato de cobalto II PMS acido oxálico
Se vio la presencia del ácido oxálico del lado izquierdo de la gráfica y aquí si se vio una
disminución en la banda a diferencia del etilhexanoato y el PMS donde no se vio
cambio a pesar del cambio de concentraciones.
55
t=0
t=5
Gráfica 5.36 benzoilacetonato de cobalto PMS acido oxálico
La dimetilformamida no deja ver la banda del acido oxálico pero se sigue viendo la
misma tendencia que con el benzoilacetonato de cobalto y el PMS.
t=0
t=5
Gráfica 5.37 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II PMS acido oxálico
56
Se ve la presencia del ácido oxálico del lado izquierdo y se ve una disminución en la
banda, de acuerdo con el comportamiento esperado.
5.4- Espectrofotometría de infrarrojo de los reactivos
SO4
CO2
Gráfica 5.38 Peroximonosulfato de potasio
Picos esperados
S=Ode 1200 a 1400
SO4 1100
OH 3500- 3200
CO2
C=O
C-H
C-H
C-H
Gráfica 5.39 Acetato de cobalto
57
Picos esperados
CH31450 y 1375
C=O 1750-1730
CO 1300-1000
CH3 3000- 2850
C=O
C-H
C-H
Gráfica 5.40 Acetilacetonato de cobalto II
C=O 1740-1720
CH3 3000- 2850
C=O
CO2
C-H
Gráfica 5.41 etilhexanoato de cobalto II
C=O 1750-1730
CO 1300-1000
CH3 1450 y 1375
CH2 1465
CH 3000-2850
58
C-H
C-H
C=O
CO2
Gráfica 5.42 Benzoilacetonato de cobalto
1740 1720
CH3 3000- 2850
Cetona aromática 1725-1650
C-H
C=O
C-H
Gráfica 5.43 Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II
1725-1705
CF3 1350-1200
CH3 3000-2850
59
CO2
C-H
C-H
OH
C-H
C=O
Gráfica 5.44 Acido oxálico
Ácido carboxílico 1750-1705
5.5- Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto y PMS
Los tiempos van de arriba hacia abajo con una diferencia de 5 minutos entre cada
muestra
Gráfica 5.45 Acetato de cobalto y PMS
60
Gráfica 5.46 Acetilacetonato de cobalto II y PMS
Gráfica 5.47 2 Etilhexanoato de cobalto II y PMS
61
Gráfica 5.48 Benzoilacetonato de cobalto y PMS
Gráfica 5.49 Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS
Se hicieron las mezclas de las sales de cobalto con PMS para ver si con el tiempo se
veía alguna reacción o algún cambio en los picos, pero en todos los casos se siguió
viendo lo mismo por lo tanto la reacción no esta degradando la materia orgánica del
contra-ion, dando evidencia de que ambas especies permanecen sin cambios en la
naturaleza de sus estructuras al coordinarse.
5.6- Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto, PMS y acido oxálico
62
Gráfica 5.50 acetato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
El pico de 1700 es el del acido oxálico que con la espectrofotometría IR es muy fácil de
identificar, es el que se espera que desaparezca con el paso del tiempo, también es
importante notar el pico de 1100 que es el de los iones sulfato que se están liberando en
la reacción y posteriormente degradando.
Para el acetato de cobalto en el tiempo 0 se ve la presencia del acido oxálico y de los
iones sulfato al paso de 25 minutos ya no se ve tan pronunciado el pico pero no se ve
una desaparición total. La reacción se llevó hasta 1 hora pero ya no cambio el
comportamiento de la última lectura presentada.
63
Gráfica 5.51 acetilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
El pico del ácido oxálico se observa al tiempo 0 y a los 5 minutos se ve como
desaparece por completo, esto nos dice que es una reacción muy rápida y el
acetilacetonato de cobalto parece ser más eficiente. Al ver el pico de 1100 se ve como
se esta degradando también pero a una velocidad más lenta así que quedan suficientes
iones sulfato para seguir degradando si todavía existiera la presencia del acido oxálico.
Gráfica 5.52 etilhexanoato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
El pico del acido oxálico desapareció a los 10 minutos y el de los iones sulfato se quedó
toda la reacción, auque si disminuyó su intensidad
64
Gráfica 5.53 benzoilacetonato de cobalto, PMS y ácido oxálico
Se redujo el pico del acido oxálico aunque no desapareció del todo y en este caso
particular no se marcó mucho la presencia de los iones sulfato.
Gráfica 5.54 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
Se observó la disminución en el pico del acido oxálico aunque no su completa
eliminación y el pico que casi no presentó cambio fue el de los iones sulfato.
5.7- Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto, exceso de PMS y exceso de
ácido oxálico
65
Se hicieron los experimentos con exceso de ácido oxálico para poder ver perfectamente
el pico más representativo de esta molécula orgánica la cual esta en el rango de 17501705nm y se le agregó más PMS para que la reacción no se quedara sin iones sulfato y
retrasara la experimentación. Al agregar más PMS también se vio que ya no era
necesario que se hiciera la reacción hasta los 25 minutos así que se redujo el tiempo de
reacción a 20 minutos, por el exceso de iones sulfato presentes en la reacción.
Gráfica 5.55 acetato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
Es mucho más evidente la desaparición de la banda en 1700 del tiempo 0 a los 10
minutos donde a los 15 y 20 la banda casi desapareció por completo, pero como pasó en
el caso donde no había exceso no se pudo degradar el acido oxálico por completo.
También es importante notar que la banda de los iones sulfato donde al principio es muy
evidente y al final de la reacción también disminuye significativamente.
66
Gráfica 5.56 acetilacetonato de cobalto III, PMS y ácido oxálico
Se degradó casi por completo el acido oxálico a los 20 minutos y la presencia de los
iones sulfato están en toda la reacción
Gráfica 5.57 etilhexanoato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
La degradación del acido oxálico es muy notoria del tiempo 0 a los 10 minutos de ahí se
ve la misma tendencia hasta los 20 minutos
67
Gráfica 5.58 benzoilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
Se degradó el ácido oxálico a los 20 minutos de reacción y el pico de los iones sulfato
sigue presente hasta los 20 minutos
Gráfica 5.9 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico
Se degradó casi todo el ácido oxálico a los 15 minutos donde ya se quedó estable la
reacción, los iones sulfato estuvieron presentes todo el tiempo
5.8- Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto, PMS, acido oxálico y UV
Se espera que con la radiación UV la reacción sea más rápida y eficiente
68
Gráfica 5.60 acetato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV
La degradación a los 10 minutos se ve que no es completa como en los casos anteriores
del acetato de cobalto lo que nos dice que no es la sal más adecuada para este tipo de
degradación. Después de los 10 minutos ya no hubo cambio en la reacción ni más
degradación, lo que nos dice que si disminuyó el tiempo de degradación en un 60%
Gráfica 5.61 acetilacetonato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV
La degradación se hizo a los 4 minutos donde después ya no reaccionó más, a diferencia
del caso anterior donde se termino la reacción a los 20 minutos, así que el
acetilacetonato de cobalto es otra sal que si acepta la radiación solar como catalizador,
69
acelerando la reacción en un 80%, además que desaparece el pico del acido oxálico casi
por completo
Gráfica 5.62 etilhexanoato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV
No se vio una degradación completa del acido oxálico como en el caso anterior de
etilhexanoato de cobalto, se estabilizó la reacción a los 4 minutos habiendo un aumento
en la velocidad del 60%
Gráfica 5.64 benzoilacetonato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV
70
Se vio una degradación casi completa con el benzoilacetonato de cobalto a los 10
minutos así que se redujo el tiempo de reacción en un 50% haciendo esta sal bastante
efectiva para la degradación del ácido oxálico.
Gráfica 5.65 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV
Hubo una degradación casi completa a los 8 minutos donde se aumento la velocidad de
reacción en un 47%
En todos los casos se aumentó la velocidad de la reacción y la degradación del ácido
oxálico siempre fue la misma con luz solar o en ausencia de esta. Los iones sulfatos
estuvieron presentes en toda la reacción, lo que dice que había un exceso de estos
pudiendo degradar más materia orgánica.
71