DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO YODO – TRIYODURO
Beltrán, M.F1; Moreno, D.M2; Ramírez, M.V3 1
2
3
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Universidad Santiago de Cali. Facultad de Ciencias Básicas y Exactas. Programa De Química. Laboratorio de Fisicoquímica II (Termodinámica). Cali, Noviembre de 2012
ABSTRACT We determined by equilibrium corresponding Iodo-Tri-Iodide constant, performing a distribution using iodine in the solid state in two phases, one organic and the other aqueous 0.1N being Hexane and KI respectively. Once separated the phases are proceeded holder with a solution of 0.1N sodium thiosulfate, and so determine the constants of each of the species I2, I3- and I- having finally as a result the equilibrium constant for a value of 3.96x103 N-1. Keywords: equilibrium constant, concentration of species.
CALCULOS Y RESULTADOS
Tabla 1. Datos de reactivos y soluciones empleadas. Reactivo/Solución
W (g)
Concentración
I2
0.501
-
Na2(S2O3)2
2.500
0.1 N
Hexano
-
0.1 N
KI
1.650
-
Tabla 2. Titulación de cada una de las fases con Tiosulfato de Sodio. FASE
V(mL) Na2(S2O3)2 7.50 7.35 7.30 2.00 1.75 1.80
Acuosa
Orgánica
Promedio V(mL) 7.38
1.85
Reacciones presentadas en las titulaciones con Tiosulfato de Sodio: 2S2O3-2
+
I2
S4O6-2
+ 2I-
2S2O3-2
+
I3-
S4O6-2
+ 3I-
Nota: En la valoración de las fases acuosa y orgánica, se tomó de la fase acuosa 30mL y de la fase orgánica 15 mL, realizando por duplicado las valoraciones.
Titulación fase acuosa:
[I2(ac) ]+[ I3(ac)- ]
=
Titulación fase orgánica:
=
[I2(hex) ]
Concentración de las diferentes especies: La constante de equilibrio que controla la distribución del Yodo entre las dos capas es: [ [
Especie 1:
[
]
[
]
] ]
Especie 2:
[
]
[
[
]
[
]
[
]
]
Especie 3: (en el equilibrio)
[ [
]
[
]
[
]
]
Constante de equilibrio de la reacción Yodo - Triyoduro:
I-(ac)
+
I3-(ac)
I2(ac)
[ [
[ [
] ] [
]
] ] [
]
DISCUSION En la práctica para la determinación de la constante de equilibrio YodoTriyoduro se procedió mediante una solución de KI 0.1N y otra de Tiosulfato de Sodio (Na2(S2O3)2) 0.1N, donde se prepara una solución de I 2 a partir de I2 solido llevado a un volumen con la solución de KI 0.1N, posteriormente adicionando 50mL de Hexano en un embudo de separación y observando la presencia de dos fases, una orgánica y otra acuosa, es decir, hexano y KI respectivamente, se procede a la separación de estas fases y a su respectiva valoración con la solución de Tiosulfato de Sodio al 0.1N. Teniendo como objetivo con la practica el calcular la constante de equilibrio, K, se tiene dos fases, presentándose en la fase acuosa las especies I 2(ac) e I3-(ac), siendo difícil de distinguirlas mediante un método directo, así que por eso se procede a la extracción utilizando un solvente muy poco polar como el hexano, permitiendo que las especies I- e I3- no se disuelvan en este a lo contrario de la especie I2, distribuyéndose el I2 entre las dos fases:1 I2(ac)
I2 (hex)
El yodo es una sustancia soluble en agua en una proporción de 0.001mol/L a temperatura ambiente, sin embargo en presencia de yoduros solubles, como el de potasio, aumenta su solubilidad por formación del complejo Triyoduro (I3-), este ion constituye la especie principal que existe en las disoluciones de yodo, tanto en las utilizadas como reactivo valorante en métodos directos, como en las formas por oxidación del ion yoduro en métodos indirectos.2 Para la valoración de las dos fases que contenían las especies de interés, se utilizó como titulante la solución de tiosulfato de sodio y como indicador una solución de almidón, este indicador que se emplea no debe añadirse hasta que se haya valorado la mayor parte del yodo, pues una concentración elevada de yodo produce con el almidón el respectivo complejo, cuyas propiedades indicadoras se disminuyen o en casos extremos, la reacción entre el almidón y el yodo se puede volver irreversible y no se produce el cambio de color durante la titulación, así que termina la titulación cuando todo el yodo ha reaccionado tornando la solución de azul a incolora. En este caso se presenta la formación de los productos según la ecuación 1; en donde esta reacción hace referencia a la titulación por retroceso empleada en el análisis yodométrico. La ecuación informa que existe una relación 2:1 entre el I2 y el Na2S2O3: I 2 2 S 2 O32 S 4 O62 2 I
Ec. 1
En dicha titulación, el ion tiosulfato reacciona con el yodo presente, este presente como I2 o I3-. En las dos fases obtenidas; en la fase orgánica de color violeta se encuentra el yodo y en la fase acuosa se encuentra el I 2 que no puedo ser extraído, además el ion I3- y el ion I-. Una vez realizada este tipo de valoraciones con los datos obtenidos experimentalmente, es posible determinar las concentraciones de cada una de las especies presentes, es decir, de I2, I3-, I- y así la constante de equilibrio. Donde en una solución que contiene exceso de iones I- el yodo existe esencialmente como iones I3- o I2, además de ser necesario que exista un exceso de KI para asegurar el desplazamiento de la reacción de disolución de I2 a I3- : I2 (s) + I- I3-
Ec. 2
Mediante esta reacción se determina la constante de equilibrio de YodoTriyoduro que se muestra en los cálculos, registrando un valor de 3.96x10 3 N-1 siendo una constate que asegura el desplazamiento esperado para la reacción y obtener los productos deseados, con la constante calculada es posible conocer las concentraciones de las tres especies, tenido para I- la concentración mayor (0.0755N) como era de esperarse ya que se necesita un exceso de esto iones para el desplazamiento nombrado anteriormente.
CONCLUSIONES
El yodo es una sustancia volátil que se puede volatilizar y perder fácilmente en presencia de luz o si se somete a calentamiento. Cuando se utiliza la solución de almidón como indicador para el método de yodometría, este no debe añadirse hasta que se haya valorado la mayor parte del yodo, pues una concentración elevada de yodo produce con el almidón un complejo, cuyas propiedades indicadoras son menores. Fue posible determinar las concentraciones de todas las especies presentes (I2, I3-, I-) y así proceder a calcular la constante de equilibrio (K).
REFERENCIAS 1. http://cmapspublic.ihmc.us/servlet/SBReadResourceServlet?rid=124640 3592106_1004217469_19705. Revisada el 29 de Noviembre de 2012. 2. SKOOG, D. Química Analítica. 6 ed. México: Mc Graw-Hill, 2003. 480 - 481pp.
