Practica 7 Efecto Tyndall

OBJETIVOS.

Determinar el estado de dispersión de un sistema por medio de una prueba óptica.
Observar el fenómeno de la dispersión de la luz.
Relacionar cualitativamente el tamaño de las partículas del medio con la λ de luz dispersada.
Conocer el efecto Tyndall y concentración micelar máxima.
Determinar concentración micelar crítica de un surfactante.
Explicar la importancia de sistemas coloidales en la preparación de nanopartículas.


TEORÍA.
DATOS OBTENIDOS.

PARTE A
Todas las muestras se colocan sobre un vaso limpio y seco por fuera en un proyecto de acetatos. Esto fue lo que se observó.
Agua: No hay dispersión de luz. No hay efecto Tyndall.
Agua con Sacarosa: No hay dispersión de luz ni efecto Tyndall. Por lo tanto es una solución verdadera. Se dispara también con un láser rojo y no se observa dicho laser en la solución.
Agua con Leche. La leche es coloide emulsión. El haz choca con la partícula y se refracta provocando efecto Tyndall. Se observa color rojo y azul.
Reacción Ácido Sulfúrico con Tiosulfato de Sodio. Antes de la reacción se observa una solución verdadera. Se mezclan y se forma un producto en el que se observa el efecto Tyndall. Se dispara también con un haz de láser rojo y el haz rojo se observa en solución.

CUESTIONARIO

PARTE A
¿Qué es el efecto Tyndall? ¿Cómo se relaciona con lo visto en el laboratorio?
El efecto Tyndall es el fenómeno físico que hace que las partículas coloidales en una disolución o un gas sean visibles al dispersar la luz. Por el contrario, en las disoluciones verdaderas y los gases sin partículas en suspensión son transparentes, pues prácticamente no dispersan la luz. Esta diferencia permite distinguir a aquellas mezclas heterogéneas que son suspensiones. Este efecto se relaciona con las pruebas que hicimos sobre pasar un láser sobre el agua destilada que la luz no se dispersó y cuando hicimos pasar el láser sobre el agua con leche.

¿Cuál es la diferencia fundamental entre los tres estados principales de dispersión?


Describe la reacción química que ocurre en la última prueba.
H2SO4 (aq) + Na2S2O3 (aq) SO2 (g) + S(s) + Na2SO4 (aq) + H2O (l)

¿Por qué el cielo es azul? ¿Por qué son rojos los atardeceres? En las ciudades, ¿serán más, o menos rojos?
El color del cielo es resultado de la radiación difusa, interacción de la luz solar con la atmósfera. Al atravesar las finas gotas de agua en forma de vapor la luz solar se dispersa. Al chocar con otras partículas de aire va variando su trayectoria en un zig zag permanente hasta llegar a nuestros ojos. Cada objeto tiene en la superficie partículas llamadas pigmentos, que son sensibles a las diferentes ondas de luz. Los colores vienen en distintas longitudes de onda y la longitud del color azul es visible cuando los rayos entran directamente en la atmósfera, (por esa razón los atardeceres son rojos, porque la longitud del color rojo es más visible por el ángulo en que viajan las ondas del sol cuando está en esa posición respecto al horizonte).En las ciudades se ven menos rojos.

Los fabricantes de faros de niebla para automóviles emplean el efecto Tyndall para hacer que sus productos funcionen. ¿Por qué?
La luz con menor longitud de onda se dispersa mejor, por lo que el color de la luz esparcida tiene un tono azulado. La luz que reciben las partículas es desviada de la trayectoria inicial y se hacen visibles las partículas. Ayudan a que veas mejor ya que al alumbrar desde un punto bajo, reducen la luz reflejada por la neblina y alumbran mejor las líneas blancas en el pavimento y las aceras, también ayudan a que los conductores en sentido contrario te vean mejor.




DATOS OBTENIDOS
PARTE B
Se toma la conductividad de 35.0 mL de Agua Destilada 4 veces con un conductímetro y se saca el promedio. Luego, se empieza agregando alícuotas 0.5 mL de SDS 0.4 M y midiendo la conductancia entre cada alícuota.
Agua Destilada: 1.8 μS, 1.9 μS, 1.9 μS, 2.6 μS. Promedio = 2.05 μS.

CUESTIONARIO
PARTE B.
Asume que la cavidad interior de una micela de SDS tiene un diámetro de 3.05 nm y que ésta contiene tres moléculas de tolueno solubilizadas. Calcula la concentración "local" de tolueno en la micela.
Moles en la micela
3 moleculas Tolueno 1 mol Tolueno6.02x1023 moléculas=4.95x10-24 mol Tolueno
Volumen Micela
Se considerará a la micela como una esfera, por lo que su volumen está dada por:
V = 4πr3 3= 4 3.14161.52 nm33=14.8 nm3
14.8nm31x10-9 m31 nm3100 cm31 m31 mL1 cm31 L1000 mL= 1.48x10-23 L
La Concentración Local en la Micela es de:
M= 4.95x10-24 moles1.48x10-23 L=0.334 M

Asume que a 298 K la CMC de un surfactante es 6.17x10-3 M y que su número promedio de agregación (número de moléculas de surfactante por micela) es de 70, estima el número de micelas por litro cuando la concentración en el volumen (bulk concentration) es de 0.0851 M.
Lo que formaría Micelas sería la concentración total menos la CMC.
Moles = 0.0851 M – 0.00617 M = 0.0789 M = 0.0789 mol / L
0.0789 mol 6.02x1023 moléculas1 mol 1 micela70 moléculas=6.78x1020 micelas

Se solubilizan 388 mg de n-hexano en 100 mL de la solución de surfactante de la pregunta 2. Asume que todas las moléculas de n-hexano están formando micelas, ¿Cuál es el número promedio de moléculas de n-hexano por micela?
Lo que formaría Micelas sería la concentración total menos la CMC.
Moles = 0.0851 M – 0.00617 M = 0.0789 M = 0.0789 mol / L
0.100 L 0.0789 mol1 L=0.00789 mol
0.00789 mol 6.02x1023 moléculas1 mol 1 micela70 moléculas=6.78x1019 micelas
Moléculas de n-hexano
388 mg hexano 1x10-3 g1 mg 1 mol hexano86.18 g hexano6.02x1023 moléculas1 mol =2.71x1021 moléculas hexano
El número de moléculas de n-hexano por micela es:
2.71x1021 moléculas hexano6.78x1019 micelas=39.9 moléculas n-hexanomicela