DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO PELO MÉTODO DE DISTRIBUIÇÃO

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS

Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas

Química Industrial

Físico-Química Experimental II

Professor: Fernando Afonso

Aula Nº 11:

DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO PELO MÉTODO DE DISTRIBUIÇÃO

                                 

  Discentes: Fernanda de Sousa Fernandes

                                              Raquel Ferreira Naves

                                                      Thaís Rodrigues de Oliveira

Anápolis, 11 de Novembro de 2009

1. INTRODUÇÃO

Coeficiente de Distribuição é a constante de equilíbrio para a solubilidade de um composto em um solvente A e solvente B. 1                                                                       

Quando uma solução (soluto A em solvente 1) é agitada com um segundo solvente (solvente 2) com o qual é imiscível, o soluto A se distribui entre as duas fases líquidas. Quando as duas fases se separarem novamente em duas camadas de solvente distintas, um equilíbrio será alcançado de tal forma que a razão das concentrações do soluto em cada solvente C1 e C2 define uma constante. A constante, chamada de coeficiente de distribuição (ou coeficientede partição) K, é definida por 2

K = C2 / C1

onde C1 e C2 são as concentrações no equilíbrio, em g/L ou mg/mL, do soluto A no solvente 1 e no solvente 2, respectivamente. O coeficiente de distribuição tem um valor constante para cada soluto considerado e depende da natureza dos solventes usados em cada caso.2
           É evidente que nem todo soluto A será transferido para o solvente 2 numa extração simples a não ser que K seja muito grande. Normalmente são necessárias várias extrações para remover todo soluto A do solvente 1. Na extração do soluto de uma solução, é sempre melhor usar diversas porções pequenas do segundo solvente do que fazer uma extração simples com uma porção grande. Um número alto de KD indica que grande parte do soluto irá ser transferida para o solvente. Mesmo em casos onde KD é bastante alto, é conveniente se realizar sucessivas extrações (extrações múltiplas), em vez de uma simples extração.2

1. OBJETIVO

O objetivo é estudar a determinação do coeficiente de distribuição do iodo em água e tetracloreto de carbono e a constante de equilíbrio da reação rápida.

1. MATERIAIS

3.1 - Materiais:

• Erlenmeyers;
• Termômetro de 0 a 100ºC;
• Balão volumétrico;
• Balança analítica;
• Pipetas;
• Bureta;

3.2 - Reagentes:

• Iodo (I2);
• Tetracloreto de carbono (CCl4);
• Solução 0,1 mol/L de iodeto de potássio (KI);
• Solução 0,1 mol/L de tiossulfato de sódio;
• Amido;

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Parte I – Determinação da constante de distribuição

Preparou-se uma solução saturada, dissolvendo 6,0 g de iodo em 150,0 mL de tetracloreto de carbono, em banho-maria termostatizado a 25 °C.

Esperou-se que o equilíbrio térmico e a máxima dissolução fosse atingidos e em seguida filtrou-se o excesso de iodo.

Tomou-se 50,0 mL dessa solução e colocou-se em um erlenmeyer de 500,0mL, adicionando-se 200,0 mL de água pura.  Logo, agitou-se fortemente por dois minutos.

Colocou-se o erlenmeyer em banho-maria termostatizado a 25 °C e esperou-se por 60 minutos para que o equilíbrio fosse obtido, agitando-se esporadicamente.

Deixou-se as camadas separarem-se e tomou-se 100,0 mL de fase aquosa e transferiu-se para um erlenmeyer de 400,0 mL que continha 10,0 mL de uma solução de KI 0,1 mol.L-1 (para evitar perdas de I2 durante a titulação).

Em seguida, adicionou-se 1,0 mL de amido e titulou-se com tiossulfato de sódio 0,01 mol.L-1.(No final da titulação a cor azul desaparece)

Tomou-se 5,0 mL da fase do tetracloreto de carbono e titulou-se como

acima, agitando-se. Repetiu esta operação mais uma vez.

Parte II – Determinação da constante de equilíbrio

Em três erlenmeyers de 500,0 mL, colocou-se as seguintes soluções:

[pic 1][pic 2]

Fechou-se muito bem a boca dos três frascos e colocou-os no banho-maria termostatizado à temperatura de 25 ° C, por um período de 1 a 2 horas.

Agitou-os a cada 10 minutos e deixou-os no banho até que as camadas se separassem perfeitamente.

Após, tomou-se 20,0 mL da fase aquosa e titulou-se com tiossulfato de sódio 0,1 mol.L-1, conforme explicado na primeira parte, mas sem adicionar KI.

Tomou-se 20,0 mL da fase CCl4 e titulou-se também com o tiossulfato de sódio 0,1 mol.L-1.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Parte I: Determinação da constante de Distribuição

A titulação foi feita em ambas as fases, na qual pode ser vista segundo as reações abaixo:

        2 S2O32- + I2 →  S4O62- + I-

        2 S2O32- + I3 → S4O62- + 3 I-

Pode-se observar que a proporção é de 2:1, então temos:

2.[S2O32-].V = [I2] .V

2x 0,1mol/L x 0,0025L = [I2]H2O X 0,1 L

[I2]H2O= 0,005 mol/L

2X 0,1 mol/L x 0,014L = [I2]CH2Cl2 x 0,005L

[I2]CH2Cl2 = 0,56 mol/L