PRÁCTICA Nº 3 REPARTO Y EXTRACCIÓN: INFLUENCIA DEL pH

PRÁCTICA Nº 3
REPARTO Y EXTRACCIÓN: INFLUENCIA DEL pH
OBJETIVO
El objeto de este experimento es estudiar la influencia del pH en la extracción de ácido acético,
inicialmente en disolución acuosa, con eter dietílico.
Los resultados experimentales obtenidos se aprovecharán para determinar la constante de
distribución ó reparto, KD, del acético, así como la constante de disociación del mísmo en la fase acuosa,
Ka.
FUNDAMENTO
La extracción líquido-líquido es un caso particular de los procesos de distribución líquidolíquido, que se basan en la transferencia de uno o más solutos entre dos fases líquidas inmiscibles puestas
en contacto íntimo entre sí.
La extracción se utiliza extensamente a escala de laboratorio con distintas finalidades tales como:
- Concentración de trazas (por ejemplo en análisis de alimentos).
- Con fines separativos (de utilidad cuando se quieren eliminar interferencias, debidas a otros solutos).
- Para facilitar la determinación analítica.
- Como técnica de preparación y purificación de reactivos (por ejemplo eliminación de metales pesados,
Pb, del agua.
- Como técnica de determinación de constantes termodinámicas de equilibrio.
Es esta última aplicación la que vamos a desarrollar en esta práctica.
V(eter)
AcH
KD
V(agua)
Ac- + H+
AcH
Ka
Como se muestra en el esquema
adjunto, la extracción del acético
con eter está influenciada por la
presencia de dos equilibrios:
KD = [AcH]o/[AcH]a
Disociación del acético en fase
acuosa, con
Ka = [Ac-][H+]/[AcH]a
Estas constantes de equilibrio son
aparentes pues hemos sustituido
directamente la actividad por la
concentración. A fín de mantener
practicamente
constantes
los
valores de los coeficientes de
actividad de cada especie, se
trabajará a fuerza iónica constante.
La relación de distribución del
soluto, D, en esta extracción toma
la siguiente expresión:
D = Σ[ácido]o/ Σ [ácido]a = [AcH]o/([AcH]a + [Ac-]a) = KD/(1 + Ka/[H+])
tomando la inversa,
1/D = 1/KD + Ka/KD[H+]
Si realizamos la experiencia de extracción a diferentes pHs, podremos construirnos una tabla de
datos de D frente a cada pH. El valor de D a cada pH se puede fácilmente calcular, valorando con NaOH
el acético inicial puesto en cada experiencia y el extraído en la fase orgánica (si se trabaja con igual
volúmen de ambas fases en la extracción, D=Vo/(Vt-Vo), donde Vt es el volúmen de NaOH gastado en
neutralizar el acético inicial y Vo el volúmen de NaOH gastado en neutralizar el acético final en la fase
orgánica.
Representando gráficamente 1/D frente a 1/[H+], obtendremos una linea recta y por la pendiente
y la ordenada en el origen calcularemos las constantes KD y Ka.
MATERIAL Y REACTIVOS
- Medidor de pH.
- Embudo de decantación.
- 2 Pipetas de 10mL
- 1 Pipeta de 25 mL graduada
- Matraces aforados de 200 mL y de 250mL.
- 2 Erlenmeyer de 100mL.
- 3 Vasos ppdos 100mL.
- 2 Viales de 20-30mL para medir el pH.
- Bureta de 25 mL.
- AcH 0.3M, NaCl 0.5M, NaOH 0.02M, eter dietílico, NaOH 1M, disolución alcohólica de fenolftaleína
al 0.2%.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Realizaremos 5 extracciones a distintos pHs (dentro del intervalo 4>pH>2,5).
1ª Extracción.-Tomar 5mL de AcH 0.3M y 25mL de NaCL 0.5M en un vaso de precipitados. Coger una
muestra de 10mL de la disolución resultante y valorar con NaOH 0.02M. Los 20mL que quedan se
introducen en el vial y se ajusta el pH de la disolución añadiendo gotas de NaOH 1M y midiendo con el
potenciómetro. El contenido del vial se introduce en el embudo de decantación y se añaden 20mL de eter.
Agitar por espacio de 5 minutos, y después de cada agitación, descargar la sobrepresión que pueda
haberse producido, levantando momentáneamente el tapón del embudo. Una vez alcanzado el equilibrio,
se decantan ambas fases y valoramos 10mL de fase orgánica con NaOH 0.02M .
El resto de las extracciones se realizan siguiendo el mísmo protocolo.
RESULTADOS EXPERIMENTALES
Experiencia nº
1
2
3
4
5
AcH 0.3M (mL)
5
5
5
5
5
NaCl 0.5M (mL)
25
25
25
25
25
VNaOH 0.02M gastado en valorar 10mL de
la disolución anterior (Vt)(mL)
Ajuste del pH (nº de gotas de NaOH 1M
añadidas)
pH
0
0-1
1-2
2-3
3-4
Veter (mL)
20
20
20
20
20
tiempo de agitación (min)
5
5
5
5
5
VNaOH 0.02M gastado al valorar 10mL de
fase orgánica (Vo)(mL)
1/D=(Vt-Vo)/Vo
1/[H+]
EJERCICIOS PROPUESTOS
Ejercicio 1.- Completar la tabla de resultados anterior.
Ejercicio 2.- Hacer la representación gráfica de 1/D frente a 1/[H+].
Ejercicio 3.- Determinar el valor de las constantes KD y Ka.
OBSERVACIONES
KD =
Ka =