Método de Colorimetría Visual

 

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE TECNOLOGÍA LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA QML-233

PAREDES LOAYZA MARCO ANTONIO FECHA:

30 DE ABRIL DE 2015 

LA PAZ – BOLIVIA

 

U.M.S.A. FACULTAD DE TECNOLOGÍA

LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA

PR ÁC TICA Nº 4 PAR TE 1  – MÉTO  MÉTODO DO DE C OLO OLORR IM IMEE TRÍA VISUAL 1. Objetivos d dee la práctica   Determinar la exactitud del método por comparación.



  Determinar la precisión del método por compensación de alturas.



  Determinar la exactitud del método por compensación de alturas.



 2. P roc rocedimi edimiento ento - PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Inicialmente se preparan las soluciones de I 2 de concentración 0.01 [M], considerando como disolvente gasolina y KI de concentración 0.1 [M]. Luego preparamos diluciones de la solución de I 2  en los tubos de ensayo para alícuotas de 2ml, 4ml, 6ml, 8ml y 10ml y agregando como disolvente gasolina, para tener en cada tubo un volumen total de 10ml. Después hicimos nuevamente una dilución de 10ml de solución de I 2 0.01 [M] aforando a 100ml y luego hacer nuevas diluciones en otros tubos de ensayo para alícuotas de 2ml, 4ml, 6ml, 8ml y 10ml y agregando como disolvente gasolina, para tener en cada tubo un volumen total de 10ml. Todas los tubos preparados serán las Soluciones Patrón, observamos como varia el color entre cada tubo.

- PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES MUESTRA Posteriormente se preparó 2 diluciones de la solución de I 2, una de 10 ml de I 2 0.01 M y aforando a 50ml y la otra de 20ml y aforando igualmente a 50ml. Una vez preparadas se coloca 10ml de cada dilución a tubos de ensayo, estas serán las Soluciones Muestra. - DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN POR EL MÉTODO DE COMPARACIÓN Comparamos el color de cada tubo de Solución Muestra con los tubos de las Soluciones Patrones, y reconocemos con cual tubo tiene la misma coloración (y por lo cual la misma concentración), también puede haber una coloración intermedia.

 

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- DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN POR EL MÉTODO DE COMPENSACIÓN DE ALTURAS Comparamos el color de cada tubo de Solución Muestra con un tubo de Solución Patrón que tenga distinta coloración. Colocamos un poco de la solución de mayor cantidad de color en otro tubo de ensayo, hasta que sean de la misma intensidad de color en ambos tubos vistos desde la parte superior. Luego se mide las alturas de cada solución. Se realiza esta prueba con tres soluciones patrón.

 3. C ál álcu culos los y R es esulta ultados dos Conociendo las muestras de KI 0.1 [M] y del I2  0.01 [M], previamente se realizará el cálculo de las concentraciones de los muestras patrón, a partir de la concentración de I 2 y se designará un número de tubo para las primeras cinco muestras:

CMuestra * VMuestra = C I2 * V I2  TUBO 1 CMuestra =

TUBO 2 CMuestra =

. ∗ml ml  

CMuestra =

TUBO 3 CMuestra =

. ∗ml ml  

− 

CMuestra =

 

− 

CMuestra =

− 

CMuestra =6

 

TUBO 4

CMuestra =

. ∗ml ml    

TUBO 5

. ∗ml ml  

CMuestra =

− 

 

CMuestra =

.∗ml ml    

.  

 Ahora realizand realizando o una dilución de 10 ml de I2  0.01 [M] en 100 ml hallemos su nueva concentración:

C1 * V1 = C2 * V2 C1 = C1 =

. ∗ml ml  

. 

 de I2

Luego calculamos las concentraciones de muestras patrón a partir del I 2 0.001 [M] y se designara un número de tubo para las otras cinco pruebas:

 

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CMuestra * VMuestra = C I2 * V I2  TUBO 6

CMuestra =

CMuestra =

TUBO 7

.∗ml ml  

CMuestra =

CMuestra =

− 

 

TUBO 9

TUBO 8

.∗ml ml  

CMuestra =

CMuestra =6

− 

 

− 

TUBO 10

CMuestra =

.∗ml ml  

CMuestra =

.∗ml ml  

CMuestra =

− 

CMuestra =

.   

 

Mostrando todo los patrones:

.∗ml ml    

 

TUBOS: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Realizando los cálculos correspondientes:

- PA R A MUES TR A 1 (10 ml de 0.01 0.01 M de I  2 y aforando afor ando a 50 m ml)l)   REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPARACIÓN (Exactitud)



La MUESTRA 1 tiene una gran EXACTITUD con el TUBO 1, por lo tanto su concentración será: 

CMuestra 1 = CTUBO 1 =

  − 2x10  M

 

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  REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPENSACIÓN DE ALTURAS (Precisión y



Exactitud)

CMuestra * dMuestra = CPatrón * dPatrón PRUEBA 1

CM = CM =

PRUEBA 2

4103. ∗. cm∗. cm 

.− 

CM =

Considerando MReal = Nº DE PRUEBA 1 2 3

CM =

 

2x10− M

PRUEBA 3

610.3 ∗ cm∗ cm 

.− 

− 

CM = 1.29

 

, el hallado con el Método de Comparación

− 1.276910 610 510−− 

1.5610

(X-    X)̅ 2

X-    X ̅

X

X =     ̅

 M

− −−  − 5.1.702610 410 2106.8410

− 7.2.3.14510− 

Σ (X-    X)̅ 2 =

DESVIACIÓN:

2 ̅ Σ Σ(XX (XX )  = √    1 − 6 6. . 8 4x10  = √  3  1 =.−−  5 810    = 100%∗0. 1.5610−  =37.2% 100%37.2% =.% = |     | = =|1.1.5.610 −−   210− |  

 

En porcentaje:

 

PRECISIÓN:

 

 

ERROR:

8103. ∗. cm∗. cm 

CM =

 

 

 

 

 

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En porcentaje:

− 100%∗0. 4 410  = 210−    =22% 100%22% =%

EXACTITUD:

 

 

 

Fuimos más EXACTOS porque nuestro valor hallado se acerca al real y menos PRECISOS porque nuestros valores medidos no se acercan.

- PA R A MUES TR A 2 (20 ml de 0.01 0.01 M de I  2 y aforando afor ando a 50 m ml)l)  REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPARACIÓN (Exactitud)



La MUESTRA 2 tiene una gran EXACTITUD con el TUBO 2, por lo tanto su concentración será: 

CMuestra 2 = CTUBO 2 =

4x10− M

 

  REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPENSACIÓN DE ALTURAS (Precisión y



Exactitud)

CMuestra * dMuestra = CPatrón * dPatrón

PRUEBA 1

CM = CM =

PRUEBA 2

6104. ∗. cm∗. cm 

.− 

CM =

Considerando MReal = Nº DE PRUEBA 1 2 3

CM =

 

104. ∗. cm∗. cm  .− 

 

4x10− M 4.3.82810 710−−  

PRUEBA 3

0.001.∗.  cm  cm  

CM =

− 

CM = 4.19

, el hallado con el Método de Comparación X-    X ̅

X

4.1910 110−− 

X =     ̅

 M

2.1.721010−−    1.910− 

(X-    X)̅ 2

7.1.42410 910−−   −  − 3.61101.2310

Σ (X-    X)̅ 2 =

 

 

 

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DESVIACIÓN:

2 ̅ Σ Σ(XX (XX )  = √    1

 

 = √ 11..233x10 −1− =.   − 100%∗0. 2 510  = 4.1110−    =6.1% 100%6.1% =.% = |                  | − − = |4.4.1110 −  410  | = .    − 100%∗0. 1 110  = 410−    =2.8% 100%2.8% =.%  

 

En porcentaje:

 

PRECISIÓN:

 

 

ERROR:

 

 

En porcentaje:

 

EXACTITUD:

 

 

Fuimos muy EXACTOS porque nuestro valor hallado se acerca al real y también fuimos muy PRECISOS porque nuestros valores medidos si acercan entre si.

4. Conclusiones   El Método de Comparación puede fallar y no es muy exacto, porque podemos



cometer errores al comparar con nuestras soluciones patrón.   Al realizar el Método por Compensación de Alturas y realizar los datos estadísticos



para observar la precisión y exactitud, vemos que es más confiable que el Método de Comparación.

 

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  Con nuestra primera Muestra 1 1,, vimos que fallamos por tener porcentajes de



Precisión y Exactitud menores que los obtenidos con la Muestra 2, esto se debe a que tuvimos más cuidad al realizar las pruebas con la Muestra 2.   Observamos que el Método de Colorimetría Visual es una gran herramienta que



nos sirve para conocer Concentraciones desconocidas.

PAR TE 2  – AP LICACIÓN DEL MÉTO MÉTODO DO DE COLORIM COLORIMEE TRÍA VISUAL VISU AL E N EL EQU EQUILI ILIBB R IO DE R EPA R TO 1. Objetivos de la práctica   Determinar la concentración de I2 que queda en la fase orgánica (gasolina) por el Método de Colorimetría Visual.     Determinar la concentración de I2 que está en la fase acuosa como I 3ˉ por la diferencia entre la cantidad total de I 2 y la cantidad de I2 que queda en la fase





  orgánica (gasolina)   Determinar la concentración de ión yoduro Iˉ que queda en la fase acuosa en base a la concentración inicial y a la formación de I 3ˉ    Para cada prueba calcular el valor de la constante de equilibrio como concentración molar de productos sobre reactivos para la reacción: 





I2 orgánico + Iˉ ==== I3ˉ 

 2. P roc rocedimi edimiento ento En un embudo de separación colocar 80 ml de agua y 20 ml de solución de KI (0.1 M), agregar 10 ml de solución de I 2 en gasolina (0.01 M). Luego agitar el embudo de separación durante 1 a 2 minutos y dejar separar las fases.  Abriendo la llave del embudo de separación, desechamos la fase acuosa y recibimos la fase orgánica en un tubo de ensayo. Se determina la concentración de I2 (promedio) en la fase orgánica por el Método de Comparación y también por el Método de Compensación de Alturas (con 2 o 3 soluciones patrón). Repetir todo el procedimiento anterior, ahora con los volúmenes de 50 ml de agua y 50 ml de solución de KI (0.1 M).

 

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 3. C ál álcu culos los y R es esulta ultados dos Realizando los cálculos correspondientes: - PARA MUESTRA 1 (80 ml de agua y 20 ml de KI)

  Determinando la concentración de I2 orgánico 



REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPARACIÓN La MUESTRA 1 esta con un color entre el TUBO 1 y TUBO 2, por lo tanto su concentración será el promedio de ambos:  

CMuestra 1 =

CTUBO 1+ CTUBO 2   = (2+4)10 3 3x10− M  =

 

REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPENSACIÓN DE ALTURAS

CMuestra * dMuestra = CPatrón * dPatrón PRUEBA 1

PRUEBA 2

3 410  .∗. cm∗. cm  C  =

3 810  .∗. cm∗. cm  C  =

M

CM =

PRUEBA 3

4 810  .∗. cm∗. cm  C  =

M

.− 

 

CM =

M

.− 

− 

CM = 3.6

 

Calculando la concentración promedio entre las tres pruebas:

.−

         M C ̅ = 

 M de I2 orgánico

Hallando los moles de I2 orgánico: 

10   .  =3.4710−   

 I2 orgánico

Hacemos el cálculo de los moles de 0.01 M I2 (moles iniciales de I2): 

10   .  =110− 

 

 

 I2

 

 

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  Determinando la concentración de I2 acuoso como I3ˉ 



Calculando primero los moles de I 3ˉ 

̅̅̅̅̅̅̅̅̅   ̅̅̅̅̅ ̅

-

110−−  3.4710 6.5310 −  ..   = .−   I2 (iniciales)  I2 (orgánico)

 

 I3ˉ 

Hallando la concentración de I 3ˉ 

 

Concentración I3ˉ =

 I3ˉ 

  Determinando la concentración de I2 acuoso como Iˉ 



Realizando el cálculo de los moles de Iˉ proveniente del 0.1 M de KI: 20 ml x

.  = 2103   

Iˉ (inicial) 

Hallando los moles de Iˉ 

̅̅̅̅̅̅̅̅̅   ̅̅̅̅̅̅ ̅

2106.−5310  −  1.9310−  ..   = ..   Iˉ (iniciales)  I3ˉ 

-

 

 Iˉ 

Calculando la concentración de Iˉ 

 

Concentración Iˉ =

 Iˉ 

  Determinando el valor de la constante de equilibrio:



I2 orgánico 

3.4710−

Iˉ

0.0193 M [3.4710 [6.53103]∗[40.]0193]

 M

Kr =

+

==== 

 

 = 9.75 

I3ˉ 

6.5310− 

 

 

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- PARA MUESTRA 2 (50 ml de agua y 50 ml de KI)

  Determinando la concentración de I2 orgánico 



REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPARACIÓN

La MUESTRA 2 es similar al color del TUBO 2, por lo tanto su concentración será: 

CMuestra 2 = CTUBO 2 =

4x10− M

 

REALIZANDO EL MÉTODO DE COMPENSACIÓN DE ALTURAS

CMuestra * dMuestra = CPatrón * dPatrón PRUEBA 1

PRUEBA 2

3 410  .∗. cm∗. cm  C  =

3 810  .∗. cm∗. cm  C  =

M

CM =

PRUEBA 3

4 810  .∗. cm∗. cm  C  =

M

.− 

 

CM =

M

.− 

− 

CM = 1.94

 

Calculando la concentración promedio entre las tres pruebas:

.−

         M C ̅ = 

 M de I2 orgánico

Hallando los moles de I2 orgánico: 

10   .  =4.2210−   

 I2 orgánico

Hacemos el cálculo de los moles de 0.01 M I2 (moles iniciales de I2): 

10   .  =110− 

 I2

 

 

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  Determinando la concentración de I2 acuoso como I3ˉ 



Calculando primero los moles de I 3ˉ 

̅̅̅̅̅̅̅̅̅   ̅̅̅̅̅ ̅

-

−  110 4.2210−  5.7810−  ..   = .−   I2 (iniciales)  I2 (orgánico)  I3ˉ 

 

Hallando la concentración de I 3ˉ 

 

Concentración I3ˉ =

 I3ˉ 

  Determinando la concentración de I2 acuoso como Iˉ 



Realizando el cálculo de los moles de Iˉ proveniente del 0.1 M de KI: 50 ml x

.  = 5103    

Iˉ (inicial) 

Hallando los moles de Iˉ 

̅̅̅̅̅̅̅̅̅   ̅̅̅̅̅ ̅

5105.−7810  −  4.4210−  ..   = ..   Iˉ (iniciales)  I3ˉ 

-

 

 Iˉ 

Calculando la concentración de Iˉ 

 

Concentración Iˉ =

 Iˉ 

  Determinando el valor de la constante de equilibrio:



I2 orgánico 

4.2210−

Iˉ

0.4 0442 M 5.7810 [ 3]∗[0.]0442] [4.2210

 M

Kr =

+

==== 

 

 = 3.1 

I3ˉ 

5.7810− 

 

 

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4. Conclusiones   Fuimos observando que existen división de moles en ambas fases, y tuvimos que



hallar de cada fase la cantidad de moles que se había quedado en la misma.   Determinamos la concentración de I2  en la fase orgánica gracias al Método de



Colorimetría Visual.   Vimos que es necesario tener mucha Precisión y Exactitud para poder observar



bien a cual muestra patrón correspondían nuestras muestras.   Aprendimos el manejo d del el embudo de separación y su utilidad en esta práctica.

