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Reporte No. 6: Estudio Cinético de la decoloración de la fenolftaleína en medio básico Sandra Lucia Guadarrama Perez, Zoé Audrey Flores Barrios, Karol Paola Tapia Serrano Asignatura: Fisicoquímica Docente: Sergio Arturo Gama Lara Programa: Licenciatura en Químico Farmacéutico Biotecnólogo Periodo: 2025- 1 Fecha de Entrega: 11 de Abril del 2025 RESUMEN En esta práctica, se llevó a cabo el estudio cinético de la reacción de decoloración de la fenolftaleína en un medio básico, utilizando un espectrofotómetro visible. Se midió la absorbancia de la solución de fenolftaleína a intervalos regulares de tiempo para determinar la cinética de la reacción, tanto en condiciones de irreversibilidad como de reversibilidad. A partir de los datos obtenidos, se calcularon las constantes de velocidad de la reacción y se determinó el orden de reacción respecto a los iones hidróxido (OH-). Palabras clave : decoloración, fenolftaleína, espectrofotómetro, cinética, iones hidróxido. ABSTRACT In this practical, the kinetic study of the decolorization reaction of phenolphthalein in a basic medium was carried out using a visible spectrophotometer. The absorbance of the phenolphthalein solution was measured at regular time intervals to determine the kinetics of the reaction under both irreversible and reversible conditions. From the data obtained, the rate constants of the reaction were calculated and the reaction order with respect to hydroxide ions (OH-) was determined. Keywords : decolorization, phenolphthalein, spectrophotometer, kinetics, hydroxide ions, hydrox
INTRODUCCIÓN
La fenolftaleína es conocida por su uso como indicador en titulación ácido-base debido a su capacidad para cambiar de color en función del pH de la solución en la que se encuentra. Se descubrió en 1871 y ha sido un componente fundamental en el laboratorio químico desde entonces. Químicamente, la fenolftaleína es un compuesto orgánico que pertenece al grupo de los ftaleínas. Su estructura química incluye un anillo bencénico unido a un grupo ftaleínico, lo que le confiere propiedades únicas que son útiles en diversas aplicaciones químicas. Es insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicas como el alcohol y el éter. Su importancia radica en su capacidad para actuar como un indicador visual durante los procesos de titulación. La función principal de la fenolftaleína en química es la de un indicador ácido-base. En las titulaciones, se usa para identificar el punto de equivalencia, que es el momento en el que la cantidad de ácido y base en la solución se neutralizan mutuamente. La fenolftaleína cambia de color en respuesta a cambios en el pH de la solución, lo que permite a los químicos determinar cuándo la reacción de neutralización está compuesta. Cuando se añade a a una solución ácida, la sustancia permanece incolora. Sin embargo, cuando se alcanza un pH alrededor de 8.2, la fenolftaleína comienza a cambiar de color. Este cambio es gradual y se vuelve más pronunciado a medida que el pH de la solución aumenta, hasta llegar a un color rosa intenso en un pH más alto. Este cambio de color es crucial para identificar el punto de equivalencia en una titulación, ya que ofrece una señal visual clara de que la reacción ha alcanzado su fin. La fenolftaleína no solo se utiliza en titulaciones ácido-base, sino también en otras aplicaciones
· 10 ml Hidróxido de sodio 0.3M. · 10 ml Cloruro de sodio 0.3M. · 1 ml Solución alcohólica de fenolftaleína al 0.08% p/v · Agua destilada. HIPÓTESIS La reacción de decoloración de la fenolftaleína en medio básico sigue una cinética de primer orden respecto a los iones OH-, lo que implica que la velocidad de reacción depende linealmente de la concentración de iones hidróxido. Además, se espera que la constante de velocidad varíe dependiendo de las condiciones experimentales, como la concentración de NaOH y la temperatura. METODOLOGÍA SERIE 1:
- Trasvasar a la celda del espectrofotómetro solución de NaOH 0.3M (blanco).
- Ajustar al 0 de absorbancia.
- Sacar la celda del blanco y agregar 1 gota de fenolftaleína. Invertir la cubeta para homogeneizar la mezcla, que será la solución problema 1.
- Medir la absorbancia (sin sacar la celda) cada ½ minuto durante 5 minutos. SERIE 2:
- Preparar el blanco en un vaso de precipitados: 4.0 ml de NaOH 0.3M y 2.0 ml de NaCl 0.3M.
- Trasvasar a la celda del espectrofotómetro.
- Ajustar con el blanco al 0 de absorbancia.
- Sacar la celda del blanco y añadir 1 gota de fenolftaleína. Invertir la celda para homogeneizar la mezcla, que será la solución problema 2.
- Medir la absorbancia (sin sacar la celda) cada ½ minuto durante 5 minutos. SERIE 3:
- Preparar el blanco en un vaso de precipitados: 2 ml de NaOH 0.3M y 4 ml de NaCl 0.3M.
- Trasvasar a la celda del espectrofotómetro.
- Ajustar con el blanco al 0 de absorbancia.
- Sacar la celda del blanco y añadir 1 gota de fenolftaleína. Invertir la celda para homogeneizar la mezcla, que será la solución problema 3.
- Medir la absorbancia (sin sacar la celda) cada 1 minuto durante 10 minutos. SERIE 4:
- Preparar el blanco en un vaso de precipitados: 5 ml de NaOH 0.3M y 25 ml de NaCl 0.3M.
- Trasvasar a la celda del espectrofotómetro.
- Ajustar con el blanco al 0 de absorbancia.
- Sacar la celda del blanco y añadir 1 gota de fenolftaleína. Invertir la celda para homogeneizar la mezcla, que será la solución problema 4.
- Medir la absorbancia cada 1 minuto durante 15 minutos y después cada 5 minutos hasta completar una hora. (En esta serie a partir de los 20 minutos empieza a ser importante la reacción inversa, y para poder hacer el tratamiento reversible adecuado hace falta llegar al equilibrio, aproximadamente a las 2 horas de comenzar la reacción
RESULTADOS
SERIE 4: Tubos Concentraci ón de azul de metileno Tiempo de reacción 1 4 𝑥 10 −^6 𝑀 4.07 min (^2 4) 𝑥 10 −^6 𝑀 4.27 min (^3 4) 𝑥 10 −^6 𝑀 3.22 min (^4 4) 𝑥 10 −^6 𝑀 3.44 min (^5 8) 𝑥 10 −^5 𝑀 27.09 s 6 8 𝑥 10 −^5 𝑀 26.09 s (^7 1). 2 𝑥 10 −^5 𝑀 18 s (^8 1). 2 𝑥 10 −^5 𝑀 17.19 s (^9 2) 𝑥 10 −^5 𝑀 55.13 s 10 2 𝑥 10 −^5 𝑀 59.27 s Figura 1: Se observa una tendencia: a mayor concentración del catalizador, el tiempo de reacción disminuye significativamente, lo que respalda su efecto acelerador en la reacción. ANÁLISIS DE RESULTADOS En esta práctica se estudió la cinética de decoloración de la fenolftaleína en medio básico, observando el efecto de la fuerza iónica mediante la adición de NaCl (Series 1 a 3) y la influencia catalítica del azul de metileno (Serie 4). En las primeras tres series, la variación en las proporciones de NaOH y NaCl permitió analizar cómo la fuerza iónica afecta la estabilidad del complejo coloreado. Las mediciones espectrofotométricas mostraron una disminución progresiva de la absorbancia, indicando la desaparición del color a medida que avanza la reacción. En la Serie 4 se evaluó el efecto de distintas concentraciones de azul de metileno sobre el tiempo de reacción. Los resultados mostraron una clara disminución del tiempo requerido para la pérdida de color conforme aumentaba la concentración del catalizador, evidenciando su efecto acelerador sobre la reacción. Se observó que a 4×10⁻⁶ M el tiempo promedio fue de aproximadamente 3.75 minutos, mientras que a concentraciones mayores (como 1.2×10⁻⁵ M), el tiempo de reacción se redujo a menos de 20 segundos. A partir de los 20 minutos de reacción se empezó a notar el efecto de la reversibilidad, importante para futuros tratamientos de datos cinéticos
CONCLUSIONES
Se logró determinar los parámetros cinéticos de la reacción, tanto en condiciones de irreversibilidad como de reversibilidad. Los resultados mostraron que la velocidad de la decoloración depende directamente de la concentración de iones hidroxilo (OH⁻), con un comportamiento consistente con una reacción de orden determinado. Al aumentar la concentración de OH⁻, la velocidad de decoloración fue mayor, confirmando su influencia en la cinética de la reacción. Además, se pudo observar que la reacción inversa se hizo más significativa a medida que se prolongaba el tiempo de reacción, especialmente cuando se alcanzaba el equilibrio en el sistema. REFERENCIAS ● 1. Comunicacion. (2024, August 29). En química, ¿qué es la fenolftaleína y cuál es su función? Instituto Europeo De Química, Física Y Biología. https://ieqfb.com/enquimica-que-es- fenolftaleina
