Determinación de una Constante de

Equilibrio por medio de

Espectrofotometría y la Ley de Beer

Objetivos• Determinar la constante de equilibrio para la

reacción de Fe3+ y SCN- para formar el complejo iónico FeSCN2+.

• Determinar la concentración de un compuesto desconocido evaluando la relación entre intensidad del color y concentración.

IntroducciónCálculo de la Constante de Equilibrio (Keq):

aA + bB < = > cC + dD

(cm) Celda de Longitudb

(M)ión Concentracc

)cm(MMolar adAbsortivid de eCoeficient

aAbsorbanci1-1-

a

A

abcALey de Beer

Las mediciones en el espectrofotómetro arrojan porcentajes de transmitancia (%T) los cuales deben ser convertidos a valores de absorbancia con la siguiente ecuación:

A = log (100/%T)

Introducción

Metodología• Primero se utiliza una solución de Fe(NO3)3 para determinar

la longitud de onda en el cual el porcentaje de transmitancia mínima/ absorbancia máxima ocurre.

• Se preparan 10 soluciones con concentraciones conocidas de Fe3+ y SCN-.

• Se añade un exceso de tiociananto al Fe3+ para que todo el ion hierro (III) se transforme en FeSCN2+.

• Se determinan las absorbancias de las diferentes soluciones.

• Se generan los datos necesarios para obtener la ecuación de la línea recta con la cual se determinará el valor de la constante de equilibrio para la reacción.

Complicaciones

Al combinar los iones Fe3+ y SCN- se forman complejos de color rojo sangre. En este experimento se utilizan métodos espectrofotométricos para determinar la concentración del ion [FeSCN2+]. Esto resulta complicado debido a que el ion SCN- puede reaccionar con el Fe3+ en soluciones ácidas para formar los siguientes compuestos:

432

2 )(,)(,)(,)( SCNFeSCNFeSCNFeSCNFe

ComplicacionesEl ion Fe3+ también puede reaccionar con agua para formar hidróxido de hierro, el cual es insoluble en agua:

Se incluye un exceso de ácido nítrico para prevenir la precipitación del hidróxido de hierro (III) haciendo que el equilibrio se desplace a la izquierda.

Al tener altas concentraciones de tiocianato en la solución, los complejos tiociantato de orden más alto son predominantes. Sin embargo, si la molaridad del tiocianato es muy baja, el único complejo formado en una cantidad apreciable es el FeSCN2+.

)((s) 3)(23(aq) 3Fe(OH)3Fe aql HOH

Cálculos

Para evaluar la constante de equilibrio primero se deben determinar las concentraciones de los tres iones.

El FeSCN2+ absorbe a una longitud de onda de 447 nm por lo que la ley de Beer se puede rescribir de la sig. manera:

Fe3+ + SCN-   FeSCN2+

Cálculos

Para determinar la [Fe3+] se supone que todo el hierro presente se encuentra en la forma de Fe3+ o FeSCN2+. Fe*= Hierro añadido inicialmente al sistema.

De la misma manera se puede obtener la concentración de SCN-.

Cálculos

Y = X m + b

Solución Absorbancia X Y

1 --- --- ---

2 --- --- ---

3 --- --- ---

4 --- --- ---

5 --- --- ---