Practica 2 de Fisico-quimica 3

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO DCNE  Laboratorio de Fisicoquímica III  RACTICA No! "  URIFICACI#N DE UN COLOIDE 

or $

I%troducci&% URIFICACI#N DE UN COLOIDE 

ara 'oder estudiar u% co(oide es %ecesario e(imi%ar i%ter)ere%cias! E( 'a'e( )i(tro %o sir*e si e( tama+o de 'artícu(a es me%or a ,-./m! or otra 'arte0 muc1as *eces %os i%teresa e(imi%ar 'artícu(as m2s 'eque+as que (as co(oida(es0 '! e3!0 io%es e% e4ceso que a *eces queda% des'u5s de 're'arar u% co(oide! U%a atm&s)era i&%ica mu6 )uerte tie%e u% e)ecto de(et5reo sobre e( 'ote%cia( 7eta de (as  'artícu(as que (o )orma%0 'or (o cua( e( co(oide 'ierde estabi(idad! Esto se cubrir2 co% m2s deta((e cua%do *eamos 'ro'iedades e(5ctricas de (os co(oides! Sedime%taci&% 6 ce%tri)u8aci&% 9a 1emos *isto que u%a 'artícu(a m2s de%sa que e( medio que (a rodea te%der2 a sedime%tar 'or acci&% de (a 8ra*edad! Desa)ortu%adame%te0 (as 'artícu(as co(oida(es tie%de% a a(ca%7ar equi(ibrio de sedime%taci&%0 8racias a (a )uer7a co%traria de di)usi&% 'roducida 'or e( 8radie%te de 'ote%cia( químico 8e%erado a( sedime%tarse! Rara *e7 'odemos de'e%der de (a )uer7a de 8ra*edad 'ara sedime%tar 'artícu(as co(oida(es0 'or (o cua( es %ecesario ace(erar e( 'roceso 'or medio de )uer7a ce%trí)u8a! A esto se (e ((ama ce%tri)u8aci&%! :ie%tras e( co(oide sea (io)í(ico0 %o 1a6 muc1o de qu5 'reocu'arse! E% e( caso de (os co(oides (io)&bicos de 'artícu(a mu6 'eque+a 'uede suceder que (a )uer7a ce%trí)u8a a'(icada sea ta% 8ra%de que (as 'artícu(as se a8re8ue% e% u% so(o 8rumo mu6 di)íci( de redis'ersar! ;a6 que te%er0 'ues0 cuidado e% uti(i7ar u%a *e(ocidad de ce%tri)u8aci&% adecuada que %os  'ermita redis'ersar (as 'artícu(as!  A'(icacio%es$ Determi%aci&% de 'esos mo(ecu(ares de 'roteí%as La u(trace%trí)u8a )ue i%*e%tada 'or S*edber8 e% ,<"= 'ara a6udar e% (a se'araci&% 6 'uri)icaci&% de 'roteí%as! ara determi%ar e( 'eso mo(ecu(ar de (as  'roteí%as se em'(ea% tres ti'os de medicio%es$ Ve(ocidad de sedime%taci&% Equi(ibrio de sedime%taci&%  A'ro4imaci&% a( equi(ibrio Ve(ocidad de sedime%taci&% E( m5todo de *e(ocidad de sedime%taci&% se basa e% tomar )oto8ra)ías de (as  'artícu(as a *arios i%ter*a(os de tiem'o dura%te (a ce%tri)u8aci&%! Co% esto determi%amos e( coe)icie%te de sedime%taci&%! :edia%te (a ecuaci&% de S*edber8  se 'uede ca(cu(ar e( 'eso mo(ecu(ar de u%a 'roteí%a a 'artir de( coe)icie%te de sedime%taci&%! Ecuaci&% de S*edber8$ : > RTs?@D,.*roBB 

;a6 que 1acer %otar que e( coe)icie%te de sedime%taci&% de u%a macromo(5cu(a de'e%de de *arios )actores$ La )orma de (a mo(5cu(a de'e%de de( so(*e%te La car8a de (a macromo(5cu(a La 8ra% di)ere%cia de tama+o co% res'ecto a( so(*e%te La mo(5cu(a se de)orma a medida que se mue*e estos )actores resu(ta% e% (a de'e%de%cia que e( coe)icie%te de sedime%taci&%  'rese%ta co% res'ecto a (a co%ce%traci&%0 *e(ocidad de ce%tri)u8aci&% 6 )uer7a i&%ica de( diso(*e%te! or esto mismo0 cua%do se determi%a% coe)icie%tes de sedime%taci&%0 es %ecesario ma%te%er (a )uer7a i&%ica e%tre -!-= 6 ,!-- 'ara e*itar (os e)ectos de (a car8a 6 1a6 que re8u(ar e( '; co% u% re8u(ador! ara descartar (os e)ectos de (a *e(ocidad de sedime%taci&% 1a6 que e)ectuar (as medicio%es a di)ere%tes *e(ocidades0 que di)iera% e%tre e((as a'ro4imadame%te =-! A cada *e(ocidad debe usarse u% mí%imo de  co%ce%tracio%es disti%tas! Equi(ibrio de sedime%taci&% Este m5todo 'osee dos *e%ta3as im'orta%tes sobre e( de *e(ocidad de sedime%taci&%$ No 'recisa co%ocer e( coe)icie%te de sedime%taci&% No 'recisa co%ocer (a )orma de (a macromo(5(a La ecuaci&% uti(i7ada es (a si8uie%te$ : > @"RT (%c"?c,?@ome8aB",.*roBB4"".4,"B   A'ro4imaci&% a( equi(ibrio Este m5todo es e( me%os e4acto0 'ero 'ermite u%a determi%aci&% m2s r2'ida de(  'eso mo(ecu(ar! La *e(ocidad de( rotor de (a u(trace%trí)u8a se ((e*a a (a de equi(ibrio e% u% 'eriodo de u%a o dos 1oras media%te u%a serie de a3ustes! Las medidas se ((e*a% a cabo e% e( )o%do de( tubo 6 (ue8o se 'uede e4tra'o(ar e( 'eso mo(ecu(ar! Di2(isis La di2(isis sir*e 'ara e(imi%ar e(ectro(itos e% e4ceso! Los io%es se di)u%de% a tra*5s de u%a membra%a 'ermeab(e a (os io%es 'ero im'ermeab(e a (as 'artícu(as co(oida(es! A(8u%os autores (e ((ama% membra%a semi'ermeab(e0 'ero e% este curso restri%8iremos e( t5rmi%o semi'ermeab(e 'ara membra%as osm&ticas! Las membra%as de di2(isis 'uede% 1acerse co% co(odi&% %itrato de ce(u(osa0 ce(u(osa re8e%eradaB! La di2(isis 'uede *erse obstacu(i7ada0 a( 'ri%ci'io0 debido a(  )(u3o osm&tico de( so(*e%te0 'ero a medida que (a co%ce%traci&% de sa(es dismi%u6e e( 'rob(ema se a(i*ia! uede ace(erarse e( )(u3o de (os io%es a'(ica%do u%a di)ere%cia de 'ote%cia( e(5ctrico0 e%to%ces (a t5c%ica se de%omi%a e(ectrodi2(isis! E% a(8u%os casos0 tambi5% se 'rese%ta e(ectrodeca%taci&%0 que es (a sedime%taci&% de (as 'artícu(as co(oida(es e% co%dicio%es de e(ectrodi2(isis! Fi(traci&% 6 u(tra)i(traci&% 9a 1emos *isto que (a )i(traci&% %orma( %o sir*e 'or deba3o de cierto tama+o de  'artícu(a! Si% embar8o0 es 'osib(e 'roducir membra%as co% tama+o de 'oro su)icie%teme%te 'eque+o como 'ara se'arar 'artícu(as co(oida(es '! e3!0

:i((i'oreB! E% estos casos es %ecesario )or7ar e( 'aso de( (íquido a tra*5s de (a membra%a a'(ica%do 'resi&% o succi&%! A esta t5c%ica se (e ((ama u(tra)i(traci&%! La u(tra)i(traci&% se usa muc1o e% (a 'roducci&% de a8uas embote((adas! No debe co%)u%dirse co% (a &smosis i%*ersa$ (a u(tra)i(traci&% %o e(imi%a susta%cias disue(tas0 so(ame%te 'artícu(as s&(idas mie%tras que (a &smosis i%*ersa de3a  'asar so(ame%te a( s(o*e%te 6 sí e(imi%a (os io%es disue(tos! I%tercambio i&%ico Gracias a que (a ma6oría de (os co(oides 'osee% su'er)icies car8adas0 estas car8as so% %eutra(i7adas 'or adsorci&% de io%es de (a so(uci&%! E% ciertos casos (o que %os i%teresa es ase8urar%os que (os io%es adsorbidos sea% todos de (a misma c(ase! Esto se 'uede 1acer 'or i%tercambio sobre u%a resi%a de cambio i&%ico car8ada co% (os io%es que %os i%teresa adsorber sobre e( co(oide! E( ma6or  'rob(ema co%siste e% e(imi%ar todos (os co%tami%a%tes que 'ueda% estar  'rese%tes sobre (as 'er(as de (a resi%a0 (o cua( %o es ta% )2ci( como 'udiera  'arecer!  Adsorci&% com'etiti*a Fu%dame%ta(me%te es e( mismo 'rocedimie%to uti(i7ado e% (os (aboratorios de química or82%ica$ adsorber im'ure7as sobre carb&% acti*ado! Los químicos de co(oides 're)iere% em'(ear te3idos de )ibras de carbo%o0 e% (u8ar de carb&% e%  'o(*o0 debido a que es m2s )2ci( e(imi%ar e( carbo%o co% (as im'ure7as adsorbidas! De %ue*o0 (a te(a requiere u% tratamie%to 'ara e(imi%ar todas (as im'ure7as co% (as cua(es 'udiera co%tami%ar e( co(oide! OJETIVOS  A( )i%a(i7ar (a 'r2ctica e( a(um%o ser2 ca'a7 de$ ,! Co%ocer e( meca%ismo de (a di2(isis! "! uri)icar u% so( de 1ierro media%te di2(isis! :ATERIAL REHUERIDO " *asos de 'reci'itado de "=- mL , 'robeta 8raduada de ,- mL , 'robeta 8raduada de ,-- mL , 'i'eta 8raduada de = mL REACTIVOS So( de 1ierroIIIB re'arado e% (a r2ctica ,B  A8ua desio%i7ada :edidor de '; 

rocedimie%to

" 8oteros , co%ductímetro , cuadro de ce(o)2% de "= 4 "= cm " (i8as de 1u(e

,! Co(oca ,=- mL de a8ua desio%i7ada e% u% *aso de 'reci'itado de "=- mL 6 mide e( ';! Determi%a si co%duce (a e(ectricidad! "! :ide (a co%ducti*idad 6 e( '; de( so( de 1ierro! ! ara (a di2(isis0 usa u%a membra%a de ce(o)2%! Co% e( cuadro de 'a'e( ce(o)2% 1a7 u%a bo(sa 6 co(oca e( so( de 1ierroIIIB e% e((a! Se((a bie% (a bo(sa co% a6uda de u%a (i8a! ! E%3ua8a (a bo(sa co% a8ua desio%i7ada 6 com'rueba que %o 1a((a )u8as de (íquido! =! I%troduce (a bo(sa e% e( *aso de 'reci'itados que co%tie%e e( a8ua desio%i7ada 6 de3a dia(i7a%do dura%te u%a sema%a! /! :ide e( '; 6 (a co%ducti*idad de( so( 'uri)icado 6 de( a8ua desio%i7ada a( )i%a(i7ar (a di2(isis! ! A(mace%a e( so( obte%ido e% u% reci'ie%te ta'ado 'ara e4'erime%tos  'osteriores!

 A%otaci&% de (as obser*acio%es 6 (os datos de( e4'erime%to! ,! Rea(i7a u% esquema de( sistema uti(i7ado 'ara (a di2(isis!

"!KHu5 io%es atra*iesa% (a membra%a MMMMM(os io%es de Fe MMMMMMMMMMMMMMM Kor qu5 (a atra*iesa% MMMMMMMMM'orque e( a8ua desio%i7ada atrae a (os catio%es adem2s de que (a membra%a so(o 'ermite (a sa(ida de estos  MMMMMMMMMMMMMMMMMMMM KC&mo (o com'ruebas midie%do (a co%ducti*idad de (a a8ua desio%i7ada que 6a %o (o ser2 'or te%er io%es

! Re8istra e% (a tab(a si8uie%te (os datos de( e4'erime%to$  A%tes de (a Di2(isis  A8ua desio%i7ada  '; Co%duce " %o

Des'u5s de (a di2(isis So( de 1ierro A8ua desio%i7ada So( de 1ierro '; Co%duce '; Co%duce '; Co%duce " si " si , %o

K;a6 a(8% cambio e% (a co%ducti*idad 6 e( '; a( )i%a(i7ar (a di2(isis E4'(ica! E( '1 tambi5% cambia 6 (a co%ducti*idad si 1a60 eso se debe a (os %ue*os io%es que e4iste% e% (a so(uci&% Conclusiones $

'udimos obser*ar (a 'uri)icaci&% de u% co(oide 6 (a t5c%ica de (a di2(isis co% u%a 'r2ctica mu6 se%ci((a que %os da u%a i%troducci&% sobre (a t5c%ica de (a di2(isis 6 (a 'uri)icaci&% de so(ucio%es

CUESTIONARIO ,! KCu2( es e( meca%ismo de (a di2(isis! La di2(isis )u%cio%a se8% (os 'ri%ci'ios de (a di)usi&% de (os so(utos 6 (a u(tra)i(traci&% de )(uidos a tra*5s de membra%as semi'ermeab(es! La di)usi&% se describe como u%a  'ro'iedad de (as susta%cias e% e( a8ua e% e( que (as susta%cias tie%de% a mo*erse de( 2rea co% ma6or co%ce%traci&% a (a 7o%a co% me%or co%ce%traci&%

"! Kor qu5 es %ecesario 'uri)icar e( so( de 1ierro! La so(uci&% que te%emos es c(oruro de 1ierro  si que remos 'uri)icar (a so(uci&% es 'ara obte%er e( a8ua so(o co% c(oro 6 e(imi%ar (os )e que %o 8uero% uti(i7ados e% (a reaccio% ! Describe otro m5todo 'ara 'uri)icar co(oides! Sedime%taci&% 6 ce%tri)u8aci&% ! KCu2( es (a com'osici&% química de( ce(o)2%! E( ce(o)2% es u% 'o(ímero %atura( deri*ado de (a ce(u(osa! Tie%e e( as'ecto de u%a 'e(ícu(a )i%a0 tra%s'are%te0 )(e4ib(e 6 resiste%te a es)uer7os de tracci&%0 'ero mu6 )2ci( de cortar!

=! :e%cio%a otro materia( que 'ueda em'(earse como membra%a dia(ítica! ue%o de acuerdo a (a i%*esti8aci&% 'uede usarse tri'as de a%ima(es