UNIVERSIDAD PRIVADA NORBERT WIENER ESCUELA ACADÉMICA DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA QUÍMICA ANALÍTICA E INTRUMENTAL PRÁCTICA N.º 12 TEMA: DETERMINACION SIMULTANÉA DE LAS FORMAS ÁCIDA Y BÁSICA DEL ANARANJADO DE METILO INTEGRANTES: ARANGO PALOMINO, KELY JHOVANNA FLORES PALOMINO, ANGEL JHONATAN HUAMAN SOCA, SONIA RAMOS AGUILAR, NELSON VLADIMIR SULLCA CHOQUE, ROLANDA
DOCENTE: CARLOS CASAS, NORMA ANGELICA CICLO: V SECCIÓN: FB5M2 GRUPO: 5 TURNO: MAÑANA FECHA DE LA PRÁCTICA: 13/06/2018 FECHE DE ENTREGA: 20/06/2018
LIMA-PERÚ 2018
I.
OBJETIVOS
Aplicar la ley Lambert-Beer con los previos conocimientos teóricos para lograr buenos resultados y determinar el espectro de absorción del naranjado de metilo en disoluciones de diferentes pH.
Demostrar la propiedad de adicción de las absorbancias al análisis simultáneo de dos componentes en una mezcla.
II.
INTRODUCCIÓN
Un indicador, en química, es una sustancia natural o sintética que cambia de color en respuesta a la naturaleza de su medio químico. Los indicadores se utilizan para obtener información sobre el grado de acidez o pH de una sustancia, o sobre el estado de una reacción química en una disolución que se está valorando o analizando. Uno de los indicadores más antiguos es el tornasol, un tinte vegetal que adquiere color rojo en las disoluciones ácidas y azul en las básicas. Otros indicadores son la alizarina, el rojo de metilo y la fenolftaleína; cada uno de ellos es útil en un intervalo particular de acidez o para un cierto tipo de reacción química. Su uso es amplio: se utilizan sobre todo para valoraciones ácido / base en química analítica, y para medir el pH de una disolución, aunque de forma cualitativa. Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 – 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas. El anaranjado de metilo es un ácido débil y cundo se encuentra en una solución fuertemente ácida se encuentran bajo la forma no disociada y cuando está en un medio fuertemente básica se encuentra bajo la forma disociada. Cuando la solución está bufferada a pH 3,8, coexisten ambas formas, disociado y no disociado, en concentraciones que dependen de su constante de disociación.
III.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Espectro de absorción de la forma acida del indicador . 1. En un fiola de 25ml de capacidad agregar 10 ml de anaranjado de metilo, más 5 gotas de ácido clorhídrico (HCl) concentrado y por último enrazar la fiola de agua destilada hasta los 25ml de capacidad. 2. Se preparó también una muestra en blanco en el cual se cogió una fiola de 25ml de capacidad, se adiciono 10 ml de agua destilada, se agregó 5 gotas de ácido clorhídrico (HCl) concentrado y enrazar la fiola de agua destilada hasta los 25ml de capacidad. 3. Por último, se llevó al espectro para determinar el valor de absorbancia de la solución.
Espectro de absorción de la forma básica del indicador. 1. En un fiola de 25ml de capacidad agregar 10 ml de anaranjado de metilo, más 24 gotas de Hidróxido de Sodio (NaOH) y por último enrazar la fiola de agua destilada hasta los 25ml de capacidad. 2. Se preparó también una muestra en blanco en el cual se cogió una fiola de 25ml de capacidad, se adiciono 10 ml de agua destilada, se agregó 24 gotas de Hidróxido de Sodio (NaOH) y enrazar la fiola de agua destilada hasta los 25ml de capacidad. 3. Por último, se llevó al espectro para determinar El valor de absorbancia de la solución.
Espectros de absorción de disoluciones donde están presentes ambas formas del indicador . 1. Se procede a registrar el espectro de 1 disolución tampón de diferente pH mediante el siguiente procedimiento: 2. Preparación de la disolución tampón: En un matraz erlenmeyer agregar 25 ml de ácido fórmico 0.1 M y luego agregar NaOH 2M hasta que se obtenga un pH alrededor de 3.8.
Disolución de indicador en el tampón 1. Blanco: pipetear 10 mL de agua y enrasar a 25 mL con la disolución amortiguadora. La disolución se pasa a una de las células del espectrofotómetro. 2. Disolución de indicador: pipetear 10mL de naranja de metilo 0.002% y enrasar a 25mL con la primera disolución amortiguadora. La disolución se pasa a una de las células del espectrofotómetro.
3. Registro del espectro. Para cada longitud de onda a la que se vaya a trabajar ajustar el espectrofotómetro al 100% de transmitancia, con el blanco, y medir la absorbancia de la disolución problema. Se debe registrar la absorbancia de la disolución para las longitudes de onda antes ind icadas.
IV.
RESULTADO Curva espectro de absorción de la forma ácida de naranjado de metilo
Curva espectro de absorción de la forma básica de naranjado de metilo
Hallando la concentración del anaranjado de metilo:
= ./ = .% × ⇒[]= . × . ⇒[]=.×−/ ×=× ⇒.×−/×= × ⇒ =.×−/ Datos del espectrofotómetro de la práctica:
ÁCIDO
BASE
ÁCIDO ABSORBANCIA (A)
LONGITUD DE ONDA ( )
1.131A
510nm
0.577A
465nm
0.312A
510nm
0.637A
465nm
= ×
Hallando la absortividad:
ÁCIDO: LONGITUD DE ONDA = 510nm
BÁSICA: LONGITUD DE ONDA = 510nm
. = .×−/ = .
. = .× − /
ÁCIDO: LONGITUD DE ONDA = 465nm
BÁSICA: LONGITUD DE ONDA = 465nm
= .
. = .× − /
. = .× − / = .
= .
LECTURA DEL BUFFER EN EL ESPECTROFOTÓMETRO
LONGITUD DE ONDA = 510nm
LONGITUD DE ONDA = 465nm
= 0.459 = 0.5714 = Á Á Á = 510
→
= 0,459
. 0.459 = . ×(Á) .× ……1 Á = 465
→
= 0,5714
. 0.5714 = . ×(Á) .× ……2 SUMA DE ECUACIÓN (1) Y (2)
10854.22 = 1096121652 × (Á) 302378492.8× 26485.80 = 1096121652 × (Á) 1210103278× 37340.02 = 1512481771 ×
… … (1) + … … (2)
á =2.47×10− REMPLAZANDO EN (1) PARA HALLAR LA CONCENTRACIÓN ÁCIDA
10854.22 = 1096121652 × (Á) 302378492.8× … … (1) 10854.22 = 1096121652 × (Á) 302378492.8×2.47×10− 10854.22 = 1096121652 × (Á) 7468.75 10854.22 7468.75 = 1096121652 × (Á) 1096121652×(Á) = 3385.47 (Á) =0.309×10− V.
DISCUSIÓN
Las curvas espectrales del anaranjado de metilo en forma ácida y básica arrojaron valores adecuados de longitud de onda optima ya que van en correlación
del
pH,
á = 465 = 13 á =
510 = 1.
La lectura de las observancias del anaranjado de metido en medio ácido a una longitud de onda 510nm es de 1.131.A y a una longitud de onda 465nm fue de 0.577A.
La lectura de las absorbancias del anaranjado de metilo en medio básico a una longitud de onda 510nm es de 0.913A y a una longitud de onda 465nm fue de 0.637A.
Con la ayuda de la ley de Lambert-Beer de logro determinar la absortividad de la forma básica y ácida el anaranjado de metilo, con el fin de facilitar nuestra operación de hallar la concentración en la forma ácida y básica de la disolución tampón del anaranjado de metilo a la longitud de onda 465nm y 510nm, previamente hecho la lectura de disolución buffer en el espectrofotómetro a
510 = 0.459 y 465 = 0.5714.
Finalmente, de obtuvo los resultados de la operación de adición de la solución
0.309×10− = y la concentración básica 2.47×10− . tampón obteniendo la concentración acida
VI.
CONCLUCIÓN
En conclusión, se aplicó la ley de Lambert-Beer con los previos conocimientos teóricos logrando determinar simultáneamente forma ácida y forma básica del anaranjado de metilo obteniendo resultados adecuados.
Finalmente, se demostró la propiedad de adicción de las absorbancias al análisis simultáneo de dos componentes en una mezcla - buffer.
VII.
CUESTIONARIO
1. Explique las principales diferencias entre los espectros de absorción de las soluciones ácida y básica del anaranjado de metilo. El anaranjado de metilo es una valoración de ácido-base, ya que al ser acido tiene un color rojizo y cuando es base vira a un amarillo-anaranjado.
La diferencia entre los espectros de absorción de las solución ácida y básica del anaranjado de metilo es debido a sus diferentes pK de la solución por lo que el indicador en su forma ácida (roja), HIn, es decir, una disolución de pH bajo = 1 y el indicador en su forma básica (amarilla), In-, es decir, una disolución de pH alto = 13. Por ende, tienen una diferente longitud de onda optima, en el ácido es igual a 510nm y cuando es básico 465nm como se puedo observar en el trabajo experimental.
2. ¿Por qué se agrega NaOH a la solución de ácido fórmico? Se agrega Hidróxido de sodio ( NaOH) a la solución de Ácido fórmico ( CH2O2) para poder formar una disolución reguladora, tampón o amortiguadora siendo esta donde el pH de la disolución normal en este caso del Ácido fórmico varía sin cambios bruscos por la adición de la base fuerte ( NaOH).
HCOOH NaOH ⇌ HCOO−Na+ HO En la ecuación química vemos la reacción de una acido débil con una base fuerte donde el pH de la solución inicial va cambiando de menos a más y finalmente dando la formación de una sal sódica del ácido fórmico que es empleada en la industria química como una sustancia tampón.
3. Mencione dos aplicaciones de los indicadores. Naranja de metilo es un colorante azoderivado, con cambio de color de rojo a naranjaamarillo entre pH 3,1 y 4,4. La fórmula molecular de la sal sódica es C 14 H14N3NaO3S y su peso molecular es de 327,34 g/mol. Se empezó a usar como indicador químico en 1878. En la actualidad se registran muchas aplicaciones: 1. Preparaciones farmacéuticas 2. Colorante de teñido al 5%. 3. Determinante de la alcalinidad del fango en procedimiento petroleros 4. También se aplica en citología en conjunto con la solución de Fuschin (También es llamado heliantina).
VIII.
BIBLIOGRAFIA
1. Las bases farmacológicas de la terapéutica. GOODMAN & GILMAN 12va EDICION. 2. Harris D. Análisis Químico Cuantitativo. 2da. Ed. Barcelona: Reverté; 2001. 3. Harvey D. Química Analítica Moderna. 1ra. Ed. Madrid: McGraw-Hill; 2002. 4. Bloomfield, Molly M. Quimica de los Organismos vivos. 1ª, ed. Mexido D.F. Limusa. 1992 (Pág. 96-97) 5. Holkova Ludmila.Quimica analítica Cualitativa. 1 ed. Trillas: Mexico 1968. (Pag. 90-91) 6. http://www.tenttiarkisto.fi/media/exams/8120.1.pdf 7. http://www.ehu.eus/biomoleculas/ph/neutra.htm#n2 8. http://ocw.uv.es/ciencias/1-1/13_pk_naranjametilo_modo_de_compatibilidad.pdf
