Informe CCC Definitivo

Determinación de la concentración crítica de coagulación de un sistema coloidal Mónica Rodríguez Segura, Elvira Sánchez Alonso y Javier Sánchez Sánchez. Introducción y objetivo. Esta práctica tiene como fin fin saber que es un sistema coloidal y el significad cado de coagulación. Estudiar la conc concen entr traci ación ón crít crític ica a de coag coagul ulac ació ión n de un sist sistem ema a colo coloid idal al.. Estu Estudi dio o de la influ influen encia cia de la carg carga. a. Estu Estudi dio o de la respuesta de la coagulación ante distintos compuestos con la misma carga. Fundamento Ante Antess de come comenz nzar ar hay hay que que defi defini nirr lo que que ente entend ndem emos os como como colo coloid ide, e, un colo coloid ide e es cual cualqu quie ierr part partíc ícul ula a cuya cuya dimensión se halla en el orden de los nanómetros o los micrómetros. Se caracterizan por: su tamaño (pu (pueden ser tanto macromoléculas com como partículas pequeñas), la superfic ficie que ofre frecen, su elevada tendencia a formar coágulos (en la cual se basa la práctica) entre otras.

Los Los sis sistema temass colo coloid ida ales les está stán al meno menoss com compue puestos stos de dos fase fases, s, un solut oluto o (col (coloi oide de)) y un dis disolve olvent nte e que que rodea el soluto de tal manera que son termodinámicamente estables. Si estu estudi diam amos os el comp compor orta tami mien ento to que que pres presen enta ta el colo coloid ide e haci hacia a el diso disolv lven ente te,, pued pueden en clas clasif ifica icarl rlos os en lióf liófilo iloss (exi (exist ste e una una gran gran atra atracc cció ión n entr entre e el colo coloid ide e y la diso disolu luci ción ón)) y lióf liófob obos os (exi (exist ste e poca poca atra atracc cció ión n entr entre e el solu soluto to y la disolución). El coloide de nuestro sistema es el látex; por lo que nos encontramos con una dispersión (lió (liófo fobo bo)) líqu líquid ida a de apa aparie riencia ncia lech lechos osa a obte obteni nida da del árb árbol del cauc caucho ho;; dond donde e las las partí artícu cula lass de cauc caucho ho se hallan suspendidas en un medio acuoso; es un tipo de coloide polimérico. La conc concen entr trac ació ión n crít crític ica a de coag coagul ulac ació ión n (CCC (CCC)) se defi define ne como como la míni mínima ma conc concen entr trac ació ión n nece necesa sari ria a para para dar dar lugar a la coa coagul gulación ión de las partículas col coloidales. Sien iendo esta la mínima con concentració ción del coagulante necesario, la que queremos conocer. El sis sistem tema colo coloid idal al del del láte látexx es muy estab stable le deb debido ido a la disp dispo osici sición ón de las las carg carga as negat egativ ivas as.. La coag coagul ulac ació ión n depe depen nde de la esta estabi bili lida dad d del sist sistem ema a cuan cuando do esta esta se prod produc uce e es, es, porqu orque e debid ebido o a la carg carga a pos positiv itiva a de los los electrolitos desestabiliza el sistema coloidal al interactuar con las car cargas negativas. Esto hace que se produzca la agregación molecular para buscar estabilidad y da lugar a la coagulación. Para la determina inación de la CCC vamos a medir la absorbancia cia resulta ltante de una mezcla del coloide con distintas disoluciones de electrolitos a distintas concentraciones. Metodología Material e instrumentación Espectrofotómetro Cubetas de espectrofotometría Electrolitos: NaCl, CaCl2·2H2O, NaNO3 Sistema coloidal: látex Agua destilada - Micr Microp opip ipet etas as,, vas vaso o de de pre preci cipi pita tado doss Pasos: 1. Realizar Realizar las disoluc disoluciones iones de los electro electrolitos litos,, preparamos preparamos 10 ml de cada cada una: - NaCl: 1, 1,1746 g - CaCl2·2H2O: 2,97 g - NaNO3: 1,708 g (Es (Estas tas son las las cant cantid idad ade es para para pre prepara pararr 2M de dis disoluc olució ión n madr madre e e ire iremos dilu diluye yend ndo o para para obte obtene nerr las las demás disoluciones usando: Vm·Mm=V·M)

2. Mezclar el sistema coloidal 3. Llenar las cubetas de espectrofotometría siguiendo la tabla: 1 2 3 4 5 6 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex NaCl 1ml H20 1ml 0,4M 1ml 0,8M 1ml 1,2M 1ml 1,6M 1ml 2M 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex CaCl2 1ml H20 1ml 0,4M 1ml 0,8M 1ml 1,2M 1ml 1,6M 1ml 2M 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex 1ml látex NaNO3 1ml H20 1ml 0,4M 1ml 0,8M 1ml 1,2M 1ml 1,6M 1ml 2M Para determinar la CCC iremos utilizando diferentes concentraciones de electrolitos que mezclaremos con el látex, de forma que la dispersión coloidal al alcanzar una concentración determinada empezará a coagular, esto lo podremos comprobar cuando los valores de absorbancia, en los que observaremos un cambio notable en los valores. 4. Medimos la absorbancia de cada cubeta a 400nm. 5. Realizamos una gráfica en la que representamos absorbancia frente a concentración de la sal para visualizar la CCC.

Resultados CaCl2·2H2O El CaCl2 que hemos utilizado está dihidratado, es un compuesto divalente. Produce una reacción exotérmica que hemos podido comprobar porque se calentaba el vaso de precipitados mientras lo estábamos preparando. En la Tabla 1 observamos los diferentes valores de absorbancia correspondientes a cada concentración. En la Gráfica 1 podemos ver representados los valores de absorbancia frente a los de concentración, es destacable el pico inicial y más tarde se ve un decrecimiento de la absorbancia. Este pico nos informa que la concentración crítica de coagulación se alcanza en 0,2 M. CaCl2·2H2O Concentración (M) 0

Absorbancia

0,2

0,102

0,4

0,081

0,6

0,061

0,8

0,072

1

0,046

0

NaCl El objetivo de utilizar NaCl es ver el comportamiento de la concentración crítica de coagulación con una sustancia monovalente. Los resultados se presentan de igual forma que con el CaCl2·2H2O. Los podemos ver en la Tabla 2 y Gráfica 2. NaCl Concentración (M)

Absorbancia

0

0

0,2

0,012

0,4

0,08

0,6

0,103

0,8

0,098

1

0,087

Si analizamos la Gráfica 2 vemos como la concentración crítica de coagulación del coloide se alcanza en torno a 0,6 M ya que es cuando se alcanza el mayor punto de absorbancia. NaNO3 De igual forma que la anterior sustancia, esta es monovalente. El objetivo de usar esta sustancia es ver si el distinto anión tiene influencia sobre la determinación de la CCC. A continuación se muestran la Tabla 3 y la Gráfica 3 de esta sustancia. NaNO3 Concentración (M) 0

Absorbancia

0,2

0,052

0,4

0,016

0,6

0,013

0,8

0,152

1

0,117

0

En esta gráfica se ve como la concentración crítica de coagulación se da a una concentración aproximada de 0,8M. Al inicio se observa un segundo pico de menor tamaño pero que no corresponde a la CCC. En esta práctica también hemos comprobado con las dos primeras sustancias el papel del tiempo en la influencia sobre CCC. Los datos se presentan a continuación.

0,2 M de CaCl2·2H2O t (s) Abs 20 ----30 0,085 40 0,093 50 0,098 60 0,102

0,6 M de CaCl2·2H2O Abs t (s)  20 0,03 30 0,04 40 0,051 50 0,055 60 0,061

1 M de CaCl2·2H2O Abs t (s)  20 0,018 30 0,028 40 0,036 50 0,042 60 0,046

0,4 M de CaCl2·2H2O t (s) Abs 20 0,047 30 0,061 40 0,069 50 0,075 60 0,081

0,8 M de CaCl2·2H2O Abs t (s)  20 0,04 30 0,052 40 0,059 50 0,066 60 0,046

0,2 M de NaCl t (s) Abs 20 0,006 30 0,011 40 0,009 50 0,012 60 0,012 0,4 M de NaCl t (s) Abs 20 0,038 30 0,049 40 0,06 50 0,067 60 0,08

0,6 M de NaCl t (s) Abs 20 0,052 30 0,074 40 0,087 50 0,097 60 0,103 0,8 M de NaCl t (s) Abs 20 0,053 30 0,072 40 0,082 50 0,09 60 0,098

1 M de NaCl t (s) Abs 20 ----30 0,058 40 0,071 50 0,079 60 0,087

Discusión Si comparamos los resultados obtenidos con el NaCl y con el CaCl2 vemos como con la primera sal que posee un catión monovalente (Na+) el valor de la CCC se alcanza a una concentración más alta que en el caso de la segunda sal que posee un catión divalente. Esto era previsible porque al ser el Ca2+ un catión divalente con mayor carga positiva que el Na+ (monovalente) va a desestabilizar el coloide, es decir, a producir su coagulación con menor cantidad de la sal. También podemos comparar los resultados del NaNO3 con los del CaCl2, pero como muestran las gráficas y del mismo modo que ocurre con el NaCl, se necesita una mayor concentración de la sal para determinar la CCC que usando CaCl 2, debido a que contienen el mismo catión. Si ahora comparamos los resultados del NaCl y del NaNO3 vemos que aunque describen gráficas diferentes ambas alcanzan la CCC a concentraciones altas porque las dos sales

tienen el mismo catión monovalente. Sin embargo, podemos ver como con el NaCl alcanza la CCC a una concentración más baja que con el NaNO3, por lo que podemos pensar el tipo de anión podría tener algo que ver con la coagulación del coloide pero no lo podemos confirmar porque nos faltaría hacer más ensayos con otras sales con diferentes aniones. Observamos ahora los resultados de las gráficas Abs-tiempo. Aunque solo se han realizado en dos de las tres sales usadas en nuestra práctica podemos ver como a cualquier concentración y en las dos sales cuanto más tiempo transcurre mayor es la absorbancia por lo que mayor es la coagulación del coloide. Bibliografía ● Sistemas coloidales en Farmacia. Departamento de Química Física. Universidad de Salamanca http://www3.uclm.es/profesorado/giq/contenido/dis_procesos/tema5.pdf  ● http://www.gp.santafe-conicet.gov.ar/cursos/a/a.22.pdf ●