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es muy bueno, informe de lab de química. muy bueno para estudiar
Tipo: Apuntes
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Estudiantes^1 .Facultad de Ciencias básicas-Programa de química, Universidad del Atlántico, Km 7 Antigua Vía Puerto Colombia, Ciudadela Universitaria, Barranquilla-Colombia.
En este informe hablaremos sobre las relaciones estequiométricas de las reacciones, estas son cálculos de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en la formación de una reacción química. Además se hablará sobre el método de Job, también denominado como el método de variación continua (MVC), el cual se utiliza para determinar la relación estequiométrica de una reacción de manera experimental. Se sabe que una reacción química, se produce cuando hay una modificación en la identidad química de las sustancias que intervienen; esto significa que no es posible identificar a la misma sustancia antes y después de producirse dicha reacción química. Los reactivos se consumen para dar lugar a los productos, esta combinación debe darse necesariamente en una proporción estequiométrica exacta. Cuando se trata de encontrar la estequiometria de una reacción química se organizan los datos químicos que se tienen en diferentes formas, pero, todas ellas tendientes a encontrar la relación molar de los reactantes con la máxima velocidad. A menudo se han encontrado, sobre todo en el estudio de la formación de complejos, que el MVC, también llamado Método de Job, es muy útil para este tipo de investigaciones, especialmente en aquellos casos en que la reacción procede casi enteramente hacia los productos. En otros casos, el método a emplear se diseña sobre la base de titulaciones químicas convencionales. Es evidente que la menor o mayor exactitud del método empleado dependerá del conocimiento de la química del proceso, o del cuidado que se ponga en considerar todos los factores químicos que puedan enmascarar la verdadera estequiometría de la reacción de estudio. El MVC, consiste en variar progresivamente las cantidades de los reactantes, pero conservando su suma constante. Así se variará también la extensión de la reacción, la cual pasará por un máximo, correspondiente al punto estequiométrico.
El estudio se hace gráficamente, disponiendo en el eje de las abscisas la cantidad de los reactantes, que podrá ser expresada en unidades de volumen, masa o moles, de uno de los reactantes (cantidad total es constante). Por otro lado en el eje de las ordenadas se coloca cualquier manifestación mensurable de la reacción, que lógicamente depende del producto formado y mide, entonces, la extensión de la reacción. Las manifestaciones más usuales son color (uso del espectrofotómetro), masa (pesada de un precipitado), temperatura (uso de un termómetro con graduaciones de 0,2ºC) y conductividad (uso de puente Serfass). Figura 1. Representación gráfica del MVC. Job desarrolló un método para la identificación de compuestos formados en solución por la combinación de dos reactivos. En donde se estudia alguna característica propia (anteriormente mencionadas) de los compuestos posiblemente formados que pueda ser cuantificable y dependa de la concentración. Con este método se puede determinar experimentalmente la proporción estequiométrica exacta a la que ocurre la unión antes dicha. En este método, la concentración molar total de las dos parejas de unión se mantiene constante, pero sus fracciones molares son variadas. El método de la variación continua de Job es ampliamente utilizado en análisis instrumental, Química Analítica y los textos de equilibrio de química avanzada.
En donde A es el ion metálico y B es el ligando que puede ser aniónico (X) o neutro (L). Para determinar n, se mezclan soluciones equimolares de A y B variando sus proporciones, manteniendo constante la concentración total de sustancia. En todos estos temas se debe de tener en cuenta que en los cálculos estequiométricos existen definiciones o conceptos fundamentales tales como el reactivo limite. Cuando ocurre una reacción, uno o varios de los reactivo presentes en dicha reacción se pueden encontrar en exceso; esto quiere decir que existe un reactivo que determina la proporción estequiométrica exacta en la que ocurrirá el cambio químico. Dicho reactivo, denominado Reactivo Limite , este se consume completamente si el proceso es irreversible.
en solución usando el método de las variaciones continuas (Método de Job) en el sistema Níquel- etilendiamina, Hierro-ácido salicílico y Hierro- tiocianato.
Debido a la situación por la que estamos pasando, no fue posible realizar la práctica de manera presencial, por lo que se procedió a realizar los cálculos y con una serie de datas suministradas por el docente.
Apoyándonos en las datas suministradas por el docente, se escogieron 6 longitudes de onda al azar para realizar el estudio, posteriormente se extrajeron los valores de Amed,
Tabla 4. Valores de Relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 214 3,9135 3,9933 1,1182 0, 238 3,9566 2,4794 2,4689 0, 362 0,0864 0,4920 -0,1596 0, 424 0,1076 0,1082 0,06432 0, 500 0,0938 0,0372 0,08264 0, 584 0,0145 0,0082 0,01286 0, [Fe(SCN)n]3-n^ (Relación C-3). Tabla 5. Datos suministrado por las data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 214 4,0000 3,9933 ---- 0, 238 3,9697 2,4794 ---- 0, 362 0,0759 0,4920 ---- 0, 424 0,1189 0,1082 ---- 0, 500 0,1042 0,0372 ---- 0, 584 0,0155 0,0082 ---- 0, Para 214nm:
Para 238nm:
Para 362nm:
Para 424nm:
Para 500nm:
Para 584nm:
Tabla 6. Valores de relación molar calculados. Relación Fracción Λ(nm) Abs(med) AA molar (Y) molar (X) 214 4,0000 3,9933 1,205 0, 238 3,9697 2,4794 2,482 0, 362 0,0759 0,4920 -0,170 0, 424 0,1189 0,1082 0,076 0, 500 0,1042 0,0372 0,100 0, 584 0,0155 0,0082 0,014 0, [Fe(SCN)n]3-n^ (Relación C-4). Tabla 7. Datos suministrado por las data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 214 3,9949 3,9933 ---- 0, 238 3,8797 2,4794 ---- 0, 362 0,0646 0,4920 ---- 0, 424 0,1160 0,1082 ---- 0, 500 0,1021 0,0372 ---- 0, 584 0,0153 0,0082 ---- 0, Para 214nm:
Para 238nm:
Para 362nm:
Para 424nm:
Para 500nm:
Para 584nm:
Tabla 8. Valores de relación molar calculados.
Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 214 3,9949 3,9933 1,120 0, 238 3,8797 2,4794 2,392 0, 362 0,0646 0,4920 -0,181 0, 424 0,1160 0,1082 0,073 0, 500 0,1021 0,0372 0,100 0, 584 0,0153 0,0082 0,014 0, [Fe(SCN)n]3-n^ (Relación C-5). Tabla 9. Datos suministrado por las data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 214 3,9991 3,9933 ---- 0, 238 3,5974 2,4794 ---- 0, 362 0,0501 0,4920 ---- 0, 424 0,1004 0,1082 ---- 0, 500 0,0887 0,0372 ---- 0, 584 0,0134 0,0082 ---- 0, Para 214nm:
Para 238nm:
Para 362nm:
Para 424nm:
Para 500nm:
Para 584nm:
Tabla 10. Valores de relación molar calculados. Relación Fracción Λ(nm) Abs(med) AA molar (Y) molar (X) 214 3,9991 3,9933 1,204 0, 238 3,5974 2,4794 2,110 0, 362 0,0501 0,4920 -0,196 0, 424 0,1004 0,1082 0,057 0, 500 0,0887 0,0372 0,077 0, 584 0,0134 0,0082 0,012 0, [Fe(SCN)n]3-n^ (Relación C-6). Tabla 11. Datos suministrado por las data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 214 3,9839 3,9933 ---- 0, 238 3,2567 2,4794 ---- 0, 362 0,0336 0,4920 ---- 0, 424 0,0766 0,1082 ---- 0, 500 0,0680 0,0372 ---- 0, 584 0,0096 0,0082 ---- 0, Para 214nm:
Para 238nm:
Para 362nm:
Para 424nm:
Para 500nm:
Para 584nm:
Tabla 12. Valores de relación molar calculados. X=0, X=0,
PARA EL [Fe(C 6 H 4 (OH)COOH)n]3-n. Las longitudes de onda determinadas 454, 486, 572, 642, 702 Y 786nm. [Fe(C 6 H 4 (OH)COOH)n]3-n^ (Relación B-1) Tabla 15. Datos suministrado por las data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,1476 -0,0202 ---- 0, 486 0,2191 -0,0214 ---- 0, 572 0,2219 -0,0213 ---- 0, 642 0,1046 -0,0210 ---- 0, 702 0,0353 -0,0200 ---- 0, 786 -0,0020 -0,0185 ---- 0, Para 454nm:
Para 486nm:
Para 572nm:
Para 642nm:
Para 702nm:
Para 786nm:
Tabla 16. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,1476 -0,0202 0,1620 0, 486 0,2191 -0,0214 0,2320 0, 572 0,2219 -0,0213 0,2325 0, 642 0,1046 -0,0210 0,113 0, 702 0,0353 -0,0200 0,0539 0, 786 -0,0020 -0,0185 0,0017 0, [Fe(C 6 H 4 (OH)COOH)n]3-n^ (Relación B-2) Tabla 17. Datos suministrado por las data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,1892 -0,0202 ---- 0, 486 0,2814 -0,0214 ---- 0, 572 0,2847 -0,0213 ---- 0, 642 0,1331 -0,0210 ---- 0, 702 0,0439 -0,0200 ---- 0, 786 -0,0042 -0,0185 ---- 0, Para 454nm:
Para 486nm:
Para 572nm:
Para 642nm:
Para 702nm:
Para 786nm:
Tabla 18. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,1892 -0,0202 0,2034 0,
[Fe(C 6 H 4 (OH)COOH)n]3-n^ (Relación B-3) Tabla 19. Datos suministrados por la Data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,2471 -0,0202 ---- 0, 486 0,3544 -0,0214 ---- 0, 572 0,3538 -0,0213 ---- 0, 642 0,1740 -0,0210 ---- 0, 702 0,0674 -0,0200 ---- 0, 786 0,0098 -0,0185 ---- 0, Para 454nm:
Para 486nm:
Para 572nm:
Para 642nm:
Para 702nm:
Para 786nm:
Tabla 20. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,2471 -0,0202 0,2613 0, 486 0,3544 -0,0214 0,3673 0,
[Fe(C 6 H 4 (OH)COOH)n]3-n^ (Relación B-4) Tabla 21. Datos suministrados por la Data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,2137 -0,0202 ---- 0, 486 0,3141 -0,0214 ---- 0, 572 0,3152 -0,0213 ---- 0, 642 0,1475 -0,0210 ---- 0, 702 0,0491 -0,0200 ---- 0, 786 -0,0037 -0,0185 ---- 0, Para 454nm:
Para 486nm:
Para 572nm:
Para 642nm:
Para 702nm:
Para 786nm:
Tabla 22. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,2137 -0,0202 0,2280 0, 486 0,3141 -0,0214 0,3270 0, 572 0,3152 -0,0213 0,3258 0,
[Fe(C 6 H 4 (OH)COOH)n]3-n^ (Relación B-7) Tabla 27. Datos suministrados por la Data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0675 -0,0202 ---- 0, 486 0,0988 -0,0214 ---- 0, 572 0,0984 -0,0213 ---- 0, 642 0,0444 -0,0210 ---- 0, 702 0,0128 -0,0200 ---- 0, 786 -0,0042 -0,0185 ---- 0, Para 454nm:
Para 486nm:
Para 572nm:
Para 642nm:
Para 702nm:
Para 786nm:
Tabla 28. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0675 -0,0202 0,08164 0, 486 0,0988 -0,0214 0,1116 0, 572 0,0984 -0,0213 0,1094 0, 642 0,0444 -0,0210 0,0528 0, 702 0,0128 -0,0200 0,0188 0, 786 -0,0042 -0,0185 -0,0005 0, Teniendo en cuenta cada uno de los valores calculados de relación molar (tabulados) de cada relación, procedemos a realizar un gráfico que los relacione todos frente a la fracción moral, el resultado obtenido es el siguiente: -0.05^ 0.2^ 0.3^ 0.4^ 0.5^ 0.6^ 0.7^ 0.8^ 0. 0
Relación molar vs Fracción molar B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 B- B- X Y Teniendo en cuenta el valor de Xmax, podemos proceder a realizar el cálculo de n, es decir, la relación Metal- Ligando existente entre estos, para esto nos ayudamos con la siguiente formula:
Por lo tanto el complejo presentaría la siguiente formula:
PARA EL [Ni(en)n]2+. Las longitudes de onda determinadas 454, 464, 486, 544, 602 y 648nm. [Ni(en)n]2+^ (Relación A-1) Tabla 29. Datos suministrados por la Data.
Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0973 0,1670 ---- 0, 464 0,0756 0,1244 ---- 0, 486 0,0351 0,0375 ---- 0, 544 0,1463 0,0610 ---- 0, 602 0,5424 0,2786 ---- 0, 648 0,7058 0,7103 ---- 0, Para 454nm:
Para 464nm:
Para 486nm:
Para 544nm:
Para 602nm:
Para 648nm:
Tabla 30. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0973 0,1670 -0,0196 0, 464 0,0756 0,1244 0,00096 0, 486 0,0351 0,0375 0,01635 0, 544 0,1463 0,0610 0,1219 0, 602 0,5424 0,2786 0,4588 0, 648 0,7058 0,7103 0,5637 0, [Ni(en)n]2+^ (Relación A-2) Tabla 29. Datos suministrados por la Data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0985 0,1670 ---- 0, 464 0,0840 0,1244 ---- 0, 486 0,0612 0,0375 ---- 0, 544 0,2170 0,0610 ---- 0, 602 0,6503 0,2786 ---- 0, 648 0,6992 0,7103 ---- 0, Para 454nm:
Para 464nm:
Para 486nm:
Para 544nm:
Para 602nm:
Para 648nm:
Tabla 30. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0985 0,1670 -0,0184 0, 464 0,0840 0,1244 0,00936 0, 486 0,0612 0,0375 0,04245 0, 544 0,2170 0,0610 0,1927 0, 602 0,6503 0,2786 0,5667 0, 648 0,6992 0,7103 -0,8412 0, [Ni(en)n]2+^ (Relación A-3)
Λ(nm) Abs(med) AA molar (Y) molar (X) 454 0,0712 0,1670 ---- 0, 464 0,0782 0,1244 ---- 0, 486 0,1290 0,0375 ---- 0, 544 0,5868 0,0610 ---- 0, 602 0,5045 0,2786 ---- 0, 648 0,2680 0,7103 ---- 0, Para 454nm:
Para 464nm:
Para 486nm:
Para 544nm:
Para 602nm:
Para 648nm:
Tabla 36. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0712 0,1670 -0,457 0, 464 0,0782 0,1244 0,0036 0, 486 0,1290 0,0375 0,11025 0, 544 0,5868 0,0610 0,5624 0, 602 0,5045 0,2786 0,4209 0, 648 0,2680 0,7103 0,1260 0, [Ni(en)n]2+^ (Relación A-6) Tabla 37. Datos suministrados por la Data. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0433 0,1670 ---- 0, 464 0,0598 0,1244 ---- 0, 486 0,1327 0,0375 ---- 0, 544 0,4186 0,0610 ---- 0, 602 0,1820 0,2786 ---- 0, 648 0,0544 0,7103 ---- 0, Para 454nm:
Para 464nm:
Para 486nm:
Para 544nm:
Para 602nm:
Para 648nm:
Tabla 38. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0433 0,1670 -0,0736 0, 464 0,0598 0,1244 -0,01484 0, 486 0,1327 0,0375 0,1139 0, 544 0,4186 0,0610 0,3942 0, 602 0,1820 0,2786 0,09842 0, 648 0,0544 0,7103 -0,08766 0, [Ni(en)n]2+^ (Relación A-7) Tabla 39. Datos suministrados por la Data. Relación Fracción
Λ(nm) Abs(med) AA molar (Y) molar (X) 454 0,0409 0,1670 ---- 0, 464 0,0498 0,1244 ---- 0, 486 0,0882 0,0375 ---- 0, 544 0,2402 0,0610 ---- 0, 602 0,1140 0,2786 ---- 0, 648 0,0453 0,7103 ---- 0, Para 454nm:
Para 464nm:
Para 486nm:
Para 544nm:
Para 602nm:
Para 648nm:
Tabla 40. Valores de relación molar calculados. Λ(nm) Abs(med) AA Relación molar (Y) Fracción molar (X) 454 0,0409 0,1670 -0,076 0, 464 0,0498 0,1244 -0,02484 0, 486 0,0882 0,0375 0,06945 0, 544 0,2402 0,0610 0,2158 0, 602 0,1140 0,2786 0,03042 0, 648 0,0453 0,7103 -0,09676 0, Continuando con nuestro estudio, procedemos a graficar los valores de relación molar calculados en cada una de las relaciones contra la fracción molar correspondientes (estipuladas por la guía de laboratorio), la gráfica que superpone todas estas, es la siguiente: 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.
-0. -0. -0. -0. 0
Relación molar vs Fracción molar A-1 A-2 A-3 A-4 A- A-6 A- X Y Teniendo en cuenta el valor máximo de X determinado mediante la gráfica (Xmax: 0,72), procedemos al cálculo de n para así poder determinar la relación existente entre Metal-Ligando, esto mediante la siguiente formula:
Por lo tanto el complejo presentaría la siguiente formula:
La estructura que tomara esta será la siguiente:
X=0,