Relatrio de Atividades Universidade Federal de So Paulo, UNIFESP

Determinao do coeficiente de partio de uma substancia em dois lquidos imiscveisAmanda Eloisa de Oliveira Guilherme Henrique dos Santos

UC: Fsico-Qumica Experimento: Determinao do coeficiente de partio do cido benzico em dois lquido imiscveis (H2O e C6H14) Data da realizao do experimento: 01/04/2011

ResumoO coeficiente de partio de um dado soluto entre dois solventes imiscveis entre si a relao entre as concentraes de equilbrio deste soluto nestes dois solventes. Da dissoluo do cido benzico no par de solventes H2O/C6H14, foi feito a separao da fase aquosa da fase orgnica e realizado titulaes com NaOH de ambas as fases para determinao da concentrao de cido benzico em ambas as fases. Em seguida foi realizado o clculo do coeficiente de partio do cido benzico nesses dois solventes para obteno do objetivo deste experimento.

IntroduoO coeficiente de partio de uma determinada espcie qumica definido como sendo a razo entre as concentraes que se estabelecem nas condies de equilbrio de uma substncia qumica, quando dissolvida em sistema constitudo por uma fase orgnica e uma fase aquosa, e est associado mudana de energia livre provocada pela substncia sobre o equilbrio termodinmico do sistema. A distribuio do soluto entre dois lquidos imiscveis pode ser ilustrada considerando-se uma mistura de dois lquidos, A e B (cuja solubilidade mtua ou pode ser considerada desprezvel) qual se adiciona o soluto S, isto :

S(fase A)

S(fase B)

Quando o equilbrio atingido, obtm-se a relao:

K= aS(fase B)/aS(fase A)Sendo aS, a atividade do soluto em uma dada fase. Para solues diludas, esta relao pode ser expressa pela Equao abaixo:

K= [orgnica]/[aquosa]onde K o coeficiente de partio do composto analisado; [orgnica] a concentrao do composto na fase orgnica nas condies de equilbrio; [aquosa] a concentrao da substncia na fase aquosa nas condies de equilbrio. Porm quando as molculas do soluto sofrem algum tipo de associao em um dos solventes , por exemplo dimerizao, (supondo que seja o solvente A), a representao da transformao passa a ser:

Sn(fase A)O que leva a :

nS(fase B)

K= [orgnica]n/[aquosa]

Aplicando logaritmos na equao acima obtm-se:

ln [aquosa]= - ln K + n.ln [orgnica]

Dados fsico-qumicos e toxicolgicosHexano Toxicidade: Causa irritao no trato respiratrio e no trato digestivo. Pode causar irritao na pele e mucosa ocular. um narctico, embriotxico e citotxico. Massa molar: 86,1 g/mol Densidade: 0,660 g.cm-3 Ponto de ebulio: 68,9 C Ponto de fuso: 95,0 C Solubilidade em gua: 0,013g/L

Hidrxido de Sdio Toxicidade: Pode ser fatal se ingerido. Danoso se for inalado. Pode causar queimaduras na pele. Reativo com gua, cidos e outras substncias. Massa molar: 39.9971 g/mol Densidade: 2,13 gcm-3 Ponto de ebulio: 1388 C Ponto de fuso: 322C Solubilidade em gua: 1,26g/L

gua Toxicidade: atxica Massa molar: 18,01508 Densidade: 0,9982 g.cm-3 Ponto de ebulio: 100C Ponto de fuso: 0C

Procedimento ExperimentalMateriais: Reagentes - 400mL de hexano; - 3,00g de cido benzico; - 100mL de NaOH 0,025 mol.L-1; Vidrarias e acessrios

-

01 01 02 04 02 02 01 01 02 01 01

funil de separao de 125mL; bureta de 50mL; provetas de 25mL; erlenmeyers de 125mL; bquers de 100mL; pipetas de Pasteur de plstico esptula; folha de papel alumnio para pesagem; suportes universais; argola para funil de separao; garra para bureta, provida de mufa.

Em um funil de separao foram adicionados 25mL de gua destilada, 25mL de hexano e 0,051g de cido benzico. O funil foi tampado e agitado por cerca de 3 minutos. Em seguida foi deixado em descanso por 5 minutos para separao total entre as fases formadas. Aps a separao das fases no funil, foi realizado a transferncia das fases orgnica e aquosa para erlenmeyers diferentes. s fases separadas foi realizado a titulao com NaOH 0,026M em uma alquota de 5mL da fase aquosa transferidos para um erlenmeyer com 25mL de gua destilada e duas gotas de soluo alcolica de fenolftalena. O mesmo foi feito para uma alquota de 2mL da fase orgnica transferida para um outro erlenmeyer com 25mL de gua destilada e duas gotas de soluo alcolica de fenolftalena. As passagens acima foram repetidas para massas de cido benzico de 0,1000g, 0,1500g, 0,2000g, 0,2500g e 0,3000g.

Resultados e Discusso1. Tabela preenchida; Clculos necessrios para preenchimento da tabela

Para uma massa de cido benzico de:

Ensaio Massa de cido benzico (gramas) 0,0151 0,1000 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000

Fase Orgnica (A) Fase Aquosa (B) -1 Volume C mol.L Volume C mol.L-1 NaOH cido NaOH cido benzicoM benzico

Log neperiano ln CA ln CB

-7,35 -6,78 -6,92 -6,92 -5,72 -6,02

-6,11 -6,17 -6,01 -5,96 -5,65 -5,77

2. Grfico em papel milimetrado, do ln CB versus ln CA;

3. Determine os valores de K e n;

Clculo de K

Massa em gramas de cido benzoico

Valor de K encontrado

Clculo de n

Massa de cido benzico em gramas

Valores de n encontrados

ConclusoA aplicao apresentada neste trabalho mostra como possvel efetuar o calculo do coeficiente de partio de substancias entre duas solues imiscveis. O coeficiente de partio de grande importncia na rea de Fsico-Qumica, devido s suas implicaes em reas como na farmacologia e na qumica orgnica experimental quando feito extrao lquido-lquido. O coeficiente de partio pode ser interpretado tambm como uma relao da diferena de solubilidade entre duas ou mais substancias de diferentes propriedades fsico-qumicas.

Referncias1. CASTELLAN, G. Fundamentos de fsico-qumica. Traduo: SANTOS, C. M. P.; FARIA, R. B. 12. ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Tcnicos e Cientficos, 2001. 2. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422004000400018 Acesso em 14/04/2011. 3. RONIL, S., F.; Farmcia bioqumica, Apostila Fsico-Qumica 2011, Experimento: Determinao do coeficiente de partio de uma substncia em dois lquidos imiscveis.

Anexos1. Porque antes da titulao se adiciona gua s alquotas a serem tituladas? A adio de gua nas alquotas se fez necessrio para que o cido benzico protonado em soluo fosse desprotonado, diminuindo assim o pH da alquota inicial e aumentando a preciso da titulao realizada, pois com a adio de gua, quase todo o cido benzico desprotonado aumentando a quantidade de prtons disponveis para reagirem com o hidrxido de sdio. 2. Porque se pode titular o cido benzico contido na fase orgnica, avolumando-se as alquotas com gua destilada? A titulao pode ser feita avolumando-se as alquotas da fase orgnica com gua destilada porque na fase orgnica o cido benzico est dimerizado, e o hexano tem uma leve solubilidade em gua. Quando adicionado a gua, ela desfaz os dmeros e desprotona ao mesmo tempo as molculas de cido benzico liberando-os para o meio reacional e deixando-os livres para reagirem com a base utilizada para titulao. 3. Interpretar o valor do coeficiente angular n encontrado. O valor calculado de n corresponderia ao coeficiente angular de uma reta, mas para isso seria necessrio que ele fosse constante no decorrer da reta. No experimento realizado, os valores calculados para n tiveram uma variao at que pequena, e isso corresponde a impreciso no s no experimento como tambm nos clculos para obteno do valor de n. Mas como os desvios observados so pequenos pode-se calcular um valor mdio de que ir corresponder ao valor mdio da reta do grfico abaixo.

A curva em azul corresponde ao grfico obtido enquanto a reta em preto corresponde reta mdia obtida.