Espectrofotometría

Química. Método de Asmus. Matraz. Ajustes

  • Enviado por: Koji
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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II.5.- Determinacion espectrofotometrica de la constante de estabilidad del complejo [Fe(NCS)(H2O)5]+2 mediante el método de Asmus.

Disoluciones del sistema Fe(III)-NCS- y medidas de absorbancia

Procedimiento experimental

Se introduce 1 mL de la disolución madre de tiocianato, medido con pipeta automatica, en cada uno de diez matraces aforados de 10 mL. El primero de ellos se usa como blanco, por lo que se enrasa con una disolución acuosa de HClO4 0.5 M. A los otros nueve se les adiciona volumenes crecientes (0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5 mL) de la disolución madre de Fe(III) 0.01 M y se enrasa con la disolución acuosa de HClO4. Las medidas de absorbancia de dichas disoluciones se realizan a la longitud de onda de 400-500 nm en alta resolucion, tomando la absorbancia a 456 nm.

Como precaucion ante la inestabilidad de las disoluciones de tiocianato se mantienen en la oscuridad hasta el momento de hacer el espectro.

mL NCS- 0,002 M

mL Fe(III) 0,01 M

HClO4 0,5 M

Abs

Matraz 1

1

0

9

blanco

Matraz 2

1

0,5

8,5

0,05

Matraz 3

1

0,75

8,25

0,099

Matraz 4

1

1

8

0,088

Matraz 5

1

1,5

7,5

0,155

Matraz 6

1

2

7

0,172

Matraz 7

1

2,5

6,5

0,229

Matraz 8

1

3

6

0,265

Matraz 9

1

4

5

0,324

Matraz 10

1

5

4

0,34

Resultados y cuestiones.

1.- Deducir la ecuación de Asmus inversa utilizando un razonamiento analogo al empleado para el Asmus directo. De hecho, en esta práctica se utiliza un exceso de Fe(III) en el estudio espectrofotometrico de formacion de complejos entre el Fe(III) y el ligando tiocianato. ¿En que se basa dicha eleccion? ¿Por qué se utiliza un medio tan acido?

Asmus directo: se añade exceso de ligando.

Asmus inverso: se añade exceso de metal.

Añadiendo exceso de metal el equilibrio en disolución es: nM+L ! MnL

  • La constante de formacion del complejo: Espectrofotometría

  • Balance de masas metal: Cm=[M]+n[MLn]

  • Balance de masas ligando: CL=[L]+[MLn] [L]= CL -[MLn] (2)

  • Expresión de Lambert: A=MLn·l·[MLn] l=1 cm [MLn]=A/MLn (3)

  • Tomando las expresiones (1) y (2)

    Espectrofotometría
    Espectrofotometría

    Sustituyendo (3) en (4)

    Espectrofotometría

    Como añadimos un exceso de metal podemos aproximar en la ecuación del balance de masas del metal que [M] " Cm

    Espectrofotometría

    El medio acido fuerte se usa para asegurar que el Fe(III) queda libre en disolución, evitando la hidrólisis

    Fe(H2O)n Fe(H2O)n-1·OH

    Ademas también aseguramos que el ligando no absorba, puesto que para el desarrollo matematico hemos partido de una medida de A que solo es debida al complejo.

    Añadimos exceso de uno de los dos, metal o ligando, para que la formacion del complejo sea cuantitativa respecto a otro. También aseguramos que se forma un solo complejo de los posibles puesto que el método solo es bueno cuando se forma un solo complejo coloreado.

    2.- Interpretar los cambios de color que se observan en la valoración complexometrica del Fe(III) con EDTA utilizando azul de variamina como indicador.

    Esta parte de la práctica no se realizó al aparecer problemas con los reactivos, puesto que no se observaba cambio de color alguno.

    3.- Representar los valores de (1/V)n en funcion de 1/A para n=0.5, 1 y 2, y determinar la estequiometria del complejo formado entre Fe(III) y el tiocianato. Calcular el valor de la constante de estabilidad determinado en esta práctica con los de la bibliografia.

    n=0,5

    (1/VFe)n

    1/Abs

    Matraz 2

    1,41421356

    20

    Matraz 3

    1,15470054

    10,1010101

    Matraz 4

    1

    11,3636364

    Matraz 5

    0,81649658

    6,4516129

    Matraz 6

    0,70710678

    5,81395349

    Matraz 7

    0,63245553

    4,36681223

    Matraz 8

    0,57735027

    3,77358491

    Matraz 9

    0,5

    3,08641975

    Matraz 10

    0,4472136

    2,94117647

    Aparece un punto discordante, correspondiente a la disolución 3, si lo eliminamos del grafico queda:

    Que ajusta mejor la recta y por tanto parece un resultado más fiable.

    Repetimos para los valore de n=1 y n=2.

    n=1

    (1/VFe)n

    1/Abs

    Matraz 2

    2

    20

    Matraz 3

    1,33333333

    10,1010101

    Matraz 4

    1

    11,3636364

    Matraz 5

    0,66666667

    6,4516129

    Matraz 6

    0,5

    5,81395349

    Matraz 7

    0,4

    4,36681223

    Matraz 8

    0,33333333

    3,77358491

    Matraz 9

    0,25

    3,08641975

    Matraz 10

    0,2

    2,94117647

    También observamos un punto que se sale de la recta, el mismo de antes, quiza la disolución no fuera la adecuada o existio algún fallo por parte del experimentador. Si retiramos ese punto de la grafica.

    Queda un ajuste mucho mejor a la recta indicando la posibilidad de que este sea el ajuste correcto, pues ya obtenemos un r de 0.99.

    No obstante representamos n=2.

    n=2

    (1/VFe)n

    1/Abs

    Matraz 2

    4

    20

    Matraz 3

    1,77777778

    10,1010101

    Matraz 4

    1

    11,3636364

    Matraz 5

    0,44444444

    6,4516129

    Matraz 6

    0,25

    5,81395349

    Matraz 7

    0,16

    4,36681223

    Matraz 8

    0,11111111

    3,77358491

    Matraz 9

    0,0625

    3,08641975

    Matraz 10

    0,04

    2,94117647

    Aquí parece que hay un ajuste malo de dos puntos, pero estan uno por arriba y otro por abajo, probemos a eliminar el de abajo, matraz 4, puesto que parece que esta más alejado de la linea.

    Obtenemos un mejor ajuste, pero sin llegar al valor de r de la grafica para n=1.

    Por tanto determinamos que la estequiometria del complejo de interes es 1:1.

    [FeSCN]-2