HIDRÓLISIS DEL CRISTAL VIOLETA

I. OBJETIVOS:

- Determinar el modelo cinético- Determinar K (constante cinética).

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

CRISTAL VIOLETA:Violeta de metilo o cristal violeta es una familia de compuestos orgánicos que se utilizan principalmente como colorantes. Dependiendo de la cantidad de grupos metilo unidos, el color del colorante puede ser alterado. Su uso principal es como un tinte púrpura para textiles y para dar colores violetas profundos en pinturas y tintas. Violeta de metilo 10B también es conocido como cristal violeta y tiene usos médicos.

Estructura: El término violeta de metilo abarca tres compuestos que difieren en el número de grupos metilo unidos al grupo funcional amina. Ellos son todos solubles en agua, etanol, dietilenglicol y dipropilenglicol.

Degradación: Violeta de metilo es un mutágeno y el veneno mitótico, por lo tanto, existe preocupación por el impacto ecológico de la liberación de violeta de metilo en el medio ambiente. Violeta de metilo ha sido utilizada en grandes cantidades para la industria textil y de papel teñido, y 15% de tales colorantes producido en todo el mundo se liberan al medio ambiente en las aguas residuales. Numerosos métodos han sido desarrollados para el tratamiento de la contaminación violeta de metilo. Los tres más destacados son el blanqueo químico, la biodegradación y fotodegradación.

HIDRÓLISIS:Reacción química en la cual el agua interactúa con otros compuestos de los cuales resultan otros nuevos, más simples. En otras palabras la hidrólisis es la descomposición de compuestos orgánicos complejos en otros más sencillos mediante la acción del agua.

En su mayoría las reacciones de hidrólisis se llevan a cabo para formar ácidos carboxílicos a partir de derivados de ácidos. Éstas se llevan a cabo en condiciones ácidas o básicas.

Hidrólisis básica de amidas:

Materiales y Reactivos:

Agua Hidróxido de sodio Colorante cristal violeta Reactor Vaso de precipitado

Pipeta Espectrofotómetro Balanza analítica Tubos de ensayo

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

-Se procede a preparar una solución de 250 ml hidróxido de sodio a una concentración de 0,01M.-Se prepara una solución de cristal violeta con una concentración de 1,110-5M.-Luego añadimos en 10 tubos de ensayo 1 ml, 2ml, 3 ml, 4ml, 5 ml, 6ml, 7ml,

8 ml y 10 ml de la solución de cristal violeta preparada previamente, y agregamos a cada tubo agua destilada hasta completar los 10ml. Esto se realizó con el fin de obtener nuestra curva de calibración (absorbancia vs concentración).

-Luego en un vaso de precipitado de 500 ml, se adicionó 250 ml de NaOH y 250 ml de cristal violeta.

-Iniciándose en ese mismo momento la reacción, se somete a una evaluación en ese preciso instante al colorímetro para determinar la intensidad del color de la solución respecto al tiempo. Para ello se tomaron 12 muestras en intervalos de 2 minutos.

Resultados:

a) Para la solución de 500 ml de hidróxido de sodio a 0,01M.De NaOH 1M se procede:

C1V 1=C2V 2

V 1=C2V 2C1

V 1=25mlSe emplea entonces 25ml de NaOH 0,1M.

- Para la preparación del cristal violeta a 500 ml a una concentración de 1,110-5M.Se pesa 0,0045 g de cristal violeta y se aforo a 500 ml. La concentración inicial del cristal violeta fue de 4,08M con un peso molecular de 407,99.

- Luego se toman 5 muestras y se coloraron en el espectrofotómetro:

Muestras CV + agua (ml) Absorbancia1 10 + 0 0,632 8 + 2 0,5053 7 + 3 0,4554 5 + 5 0,3455 3 + 7 0,216 2 + 8 0,1397 1 + 9 0,078 0 + 10 0

Luego se realiza una curva se concentración vs absorbancia, para hallar las concentraciones se emplea lo siguiente:

Por ejemplo para la muestra 1:

Vcv VH2O CCV0 absorbancia10 0 1.10E-05 0.638 2 8.80E-06 0.5057 3 7.70E-06 0.4555 5 5.50E-06 0.3453 7 3.30E-06 0.212 8 2.20E-06 0.1391 9 1.10E-06 0.070 10 0 0

Si hallo las concentraciones con todas las muestras se tiene que:

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70.00E+00

2.00E-06

4.00E-06

6.00E-06

8.00E-06

1.00E-05

1.20E-05

f(x) = 0.00000426945818 x² + 0.000014890001784 x + 0.0000000102273483R² = 0.999373383778472

Absorbancia

Ccv

Como línea de tendencia se tiene:

y=4×10−6 x2+1×10−5 x+1×10−8……… (1)

b) Repetimos el mismo procedimiento teniendo en cuenta la concentración del hidróxido de sodio y el volumen de dilución de nuestro cristal violeta respectivamente cada 2 minutos.

pruebas t, minutos ABS 590nm

1 2 0.3472 4 0.3243 6 0.334 8 0.2875 10 0.2486 12 0.2427 14 0.245

8 16 0.2219 18 0.206

10 20 0.211 25 0.159

Si hallo las concentraciones con todas las muestras se tiene que:

0 5 10 15 20 250.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

f(x) = − 0.00000591888 x³ + 0.000374011 x² − 0.0143929 x + 0.3798206R² = 0.96597221683699

Tiempo, minutos

ABS

Como se observa con estos datos obtenidos no se pudo obtener una curva perfecta debido a pequeños detalles o fallos en la lectura pero claramente se nota la tendencia que debería tener esta gráfica, por lo cual se volverá a repetir el procedimiento preparando otra solución como se verá a continuación.

- Luego se agregar el NaOH al cristal violeta, y tomar muestras cada 2 minutos, lo que se tiene la siguiente tabla.

V Ccv, ml 450V CNaOH, ml 250

Entonces con las pruebas se calculara nuevamente las absorbancias por medio de un espectrofotómetro para poder obtener una mejor curva.

pruebas t, min ABS590nm

1 3 0.3252 6 0.2553 9 0.1794 12 0.1245 15 0.0976 18 0.0717 21 0.0528 24 0.0359 27 0.02

10 30 0.012

Como se observó en la anterior grafica la curva es más perfecta a comparación de los anteriores datos tabulados lo cual

con estos datos podremos trabajar para hallar las concentraciones utilizando la ecuación 1, respectivamente.

y=4×10−6 x2+1×10−5 x+1×10−8……… (1)

CCV ABS 590nm

3.68E-06 0.3252.82E-06 0.2551.93E-06 0.1791.31E-06 0.1241.02E-06 0.0977.40E-07 0.0715.41E-07 0.0523.65E-07 0.0352.12E-07 0.021.31E-07 0.012

Hallamos la constante cinética se realiza la siguiente operación:

A = Cristal violetaB = NaOHC = producto (carbinol base)

La reacción que se realiza es la siguiente:

A+B→C

Siendo la velocidad de la reacción:

0 5 10 15 20 25 300

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Tiempo, minutos

ABS

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350.00E+00

5.00E-07

1.00E-06

1.50E-06

2.00E-06

2.50E-06

3.00E-06

3.50E-06

4.00E-06

abosorvancia a 590 nm(ABS)

coce

ntra

cion

Integrando se tiene lo siguiente:

Entonces ya teniendo la respuesta podremos despejar la constante cinética para este caso:

pruebas t, min CCV Ln(CA0/CA)1 0 3.68E-06 02 2 2.82E-06 0.273 4 1.93E-06 0.654 6 1.31E-06 1.035 8 1.02E-06 1.296 10 7.40E-07 1.607 12 5.41E-07 1.928 14 3.65E-07 2.319 16 2.12E-07 2.86

10 18 1.31E-07 3.34

Como se observa la gráfica con una tendencia casi lineal se puede ahora así poder saber cuál es la constante cinética.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

f(x) = 0.172674262601551 xR² = 0.996212128062974

TIEMPO, MNUTOS

Entonces la constante cinética será:

Dónde: K = 0,1727

III. CONCLUSIONES:

Se logro determinar un modelo cinético, a partir de una experiencia en laboratorio, también pudimos encontrar la constante cinética que se encuentra en función de la temperatura y presión a la que trabajamos.

IV. Bibliografía: http://es.wikipedia.org/wiki/Cristal_violeta http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_velocidad http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/arredondo_d_r/resumen.html