Introducción

Este laboratorio esta relacionado con la miscibilidad e inmiscibilidad de unasolución de fenol- agua

La miscibilidad, son sustancias liquidas capaz de mezclarse y formar una sola fase y la inmiscibilidad, es cuando la mezcla de sustancias forman dos o mas fases
El fenol es un compuestos que presentan un grupos hidroxi (OH) unidos directamente a un anillo aromatico siendo poco soluble en contacto conel agua ya que aunque presentan el puente de hidrógeno, la proporción de carbonos con respecto a la cantidad de –OH es muy baja.
Esta inmiscibilidad sucede a temperaturas bajas, pero a medida que la temperatura aumenta va cambiando la solubilidad volviendo se miscible la solución, permitiendo tomar los valores de la temperatura ycon los resultados obtenidos se quiere determinar cual es la temperatura critica de la solución, causas que puedan generar cambios o valores diferentes.

Discusión de resultados
El sistema estudiado en esta practica, Fenol-Agua, constituyen líquidos parcialmente miscibles a temperatura ambiente, lo cual se evidencio en el laboratorio al mezclar agua con el fenol dando como resultado la aparición de dos capas en cada uno de los tubos. Unas de las capas, la inferior, era una solución saturada de fenol en agua, mientras que la otra capa, la superior, era una solución saturada de agua en fenol; como estas fases, la acuosa y la organica coexisten en equilibrio se dice que son disoluciones conjugadas.
Tanto la curva de Temperatura vs. Composición Molar como la curva de Temperatura vs. Composición en Peso, obtenidas a partir de los datos experimentales, representan el comportamiento de lasolubilidad del sistema fenol-agua. Estas curvas presentan la conducta esperada, debido a que al incrementarse la temperatura la composición de las dos fases se van acercando, esto es producido a que ambas solubilidades aumentan a medida que aumenta la temperatura.
La curva de temperatura vs. composición molar (grafica #1) y la curva de temperatura vs. composición en peso (grafica #2) expuestas presentan un maximo, que constituyen la temperatura de disolución critica o temperatura de codisolución experimental, siendo esta de 63ºC aproximadamente, mientras que la bibliografía reporta un valor de 65.9ºC, según la tabla 10.8 de Temperatura de Codisolución y Composiciones del Daniels. El porcentaje de error cometido es de 4.4% que para fines practicos es un error bastante aceptable. En todo caso la diferencia reportado con la real pudo haber sido causada por errores cometidos al momento de pesar las muestras.


Como la temperatura de codisolución critica experimental esta por debajo del valor teórico, se puede definir que la cantidad de fenol presente en los tubos de ensayo era menor que el indicado en el procedimiento experimental, por ende las disoluciones conjugadas seran mas sensible a los aumentos de la temperatura.
En cuanto a la composición en peso de fenol que corresponde al punto de codisolución fue de 41.67%, siendo marcada la diferencia entre el valor y el teórico que es de 34% en peso del mismo. Para este caso el porcentaje de error fue de 22.56%, lo que puede atribuirse a errores en el momento de pesar las sustancias como se dijo anteriormente, o al momento de agregar el contenido del vaso precipitado al tubo deensayo pudo haber quedado un remanente de la mezcla fenol-agua en las paredes del vaso.
Las curvas de Temperatura vs. Composición Molar y en Peso presentan dos regiones, una por encima de la temperatura de codisolución, en la que el fenol y el agua seran miscibles en cualquier proporción formando una sola fase; La otra area estara en el interior de la curva de solubilidad, en la cual se evidenciara la existencia de dos capas, una organica y otra acuosa.
Al aplicar la regla de la palanca, a una temperatura de 50 y una composición molar de fenol de 0.09566, la relación de las fases arroja un valor de 1.87, lo que representa que como el punto esta mas cerca de la capa acuosa en comparación con la capa organica, si se aumenta la temperatura la capa acuosa se enriquecera de fenol, mientras que la fase organica lo haría en agua, siendo la masa relativa de las dos capas arrojadas por la regla de la palanca menor que el calculado anteriormente.
Las graficas #3 y #4, reflejan el comportamiento de la mezcla fenol-agua al agregarsele los aditivos, observandose una curva con un maximo en la curva temperatura vs. composición en peso en presencia de acido succínico, y sin embargo ese valor es menor que el reportado por la literatura. También se puede observar que el cloruro de potasio tubo el valor mas pequeño de temperatura de codisolución alejandose de las características reales que produce, ya que este compuesto aumenta la temperatura critica. Por lo que se puede concluir que hubo errores al realizar el experimento como la contaminación de la mezcla por el manejo inadecuado del mismo.
6. Conclusiones
Se comprobó que el Fenol y el Agua sonlíquidos parcialmente miscibles a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Se observo la formación de las disoluciones conjugadas, evidenciandose por la presencia de dos capas o fases liquidas.
La temperatura maxima promedio fue de 63ºC, que corresponde a la temperatura de disolución critica experimental de sistema en cuestión.
Dos líquidos parcialmente miscibles, produciran una laguna de miscibilidad debido a la solubilidad incompleta de un liquido en otro.
La curva de solubilidad, Temperatura vs. Composición (molar o en peso), que se obtiene mediante el método sintético es bastante completa si se cubre un intervalo suficiente de concentraciones.
A medida que se incrementa la temperatura en el sistema aumenta la solubilidad mutua del fenol y el agua.
Por encima de la temperatura de codisolución los líquidos seran miscibles completamente en cualquier proporción.
El método sintético es bastante confiable, arrojando porcentajes muy pequeños de error, en este caso de 4.4%.
Recomendaciones
Para fines practicos se podría realizar esta experiencia con otras sustancias organicas, como por ejemplo éter o anilina, sobre agua.
Efectuar esta practica con un método analítico, para así establecer comparaciones con el método utilizado en esta ocasión (sintético), y de esta manera ver cual arroja valores mas cercanos a los reales.
Seria recomendable estudiar los sistemas que representan puntos de codisolución inferior, como el caso del sistema trimetilamina-agua, debido a que el rango de temperatura en el que se observara el punto de codisolución (T= 18.5ºC), sera muy facil de lograr en el laboratorio.
7. Bibliografía
BARROW.'Química física'.
MARROW. 'Fisicoquímica
DANIELS Fisicoquímica'
Calculos De Resultados Tipicos
Experimento #1: 'Determinación de la Temperatura Critica de Disolución'.
PMfenol= 94.11 g/ mol; ρ=1.0676 g/ ml; PMagua= 18 g/ mol; ρ=0.999 g/ ml
masafenol= ρ * V = 1.0676 g/ml * 0.94 ml = 1.00354 g
molesfenol= m/ PM = 1.00354 g/ (94.11 g/ mol) = 0.01066 moles
masaagua= ρ * V= 0.999g/ mol * 5 ml = 4.995 g
molesagua= m/ PM = 4.995 g/ (18 g/ mol) = 0.27750 moles
molest= molesagua + molesfenol = 0.01066 + 0.27750 = 0.28816 moles
Xfenol = molesfenol/ molest = 0.01066 / 0.28816 = 0.03699
Xagua= 1- 0.03699 = 0.96301
%p/ pfenol = (masafenol/ (masaagua + masafenol) )*100 =
=(1.00354/ (1.00354 + 4.995) *100 = 16.73%
%Error de la temperatura = ((65.9 – 63) / 65.9)*100 = 4.4 %
%Error de la composición = ((34 – 41.67) / 41.67)*100 = 22.55 %
Experimento #2: 'Efectos de ciertos aditivos sobre la temperatura critica de disolución'
Asumiendo 1litro de solución:
34% v/v = 1.7 ml de fenol
molesfenol= 1.7 ml * 1.0676 g/ml * 1/ 94.11g/ mol = 0.01929 moles
masafenol = 0.01929 moles * 94.11 g/mol = 1.81538 g
masaagua= 3.19 g
moles agua= 3.19 g/ 18 g/mol = 0.17722 moles
masaAc.B= 0.1 mol/ L * 0.005 L * 122 g/ mol = 0.0610 g
masaAc.S= 0.1 mol/ L * 0.005 L * 118 g/ mol = 0.05904 g
masaKCl= 0.1 mol/ L * 0.005 L * 74.55 g/ mol = 0.03727 g
Para el Tubo #1:
Masat= masaagua+ masafenol + masaKCl = (1.81538+ 0.03727+ 3.19) = 5.04265 g
%p/ p = (1.81538/ 5.04265) *100 = 36.00%
Xfenol = 0.01929/ (0.17722 + 0.01929) = 0.09816



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