Uma análise de determinação de coeficiente de partição, foi realizado pesando 0,5 g de ácido caprílico (mm = 144 g/mol) foi submetido a uma extração para se determinar seu coeficiente de partição. Sendo assim, a amostra foi dissolvida em 80 mL de água e transferidos para um balão de separação. Logo após foram adicionados ao balão 100 mL de benzeno. O balão foi agitado e depois de alguns instantes a fase aquosa foi coletada em um erlenmeyer e titulado com NaOH 0,1 mol/L, na qual foram gastos 3,8 mL. De acordo com a reação abaixo, calcule o coeficiente de partição para o ácido caprílico em um sistema de benzeno/água.
C8H16O2 + NaOH à C8H16O2Na + H2O
P = 0,15 |
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P = 0,35 |
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P = 6,51 |
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P = 4,34 |
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P = 9,76 |
Para a determinação de P, coloca-se a substância em contato com a água e um solvente orgânico imiscível com ela e, após agitação e repouso para separação das fases, quantifica-se a substância em cada uma (orgânica e aquosa). O cálculo de P é feito utilizando-se a expressão:
\[P = \dfrac{{{C_{orga nica}}}}{{{C_{aquosa}}}}\]
onde
Corganica é a concentração da substância na fase orgânica e Caquosa é a concentração da substância na fase aquosa, ambas em mol/L.
No experimento realizado, foi adicionado 0,5g de ácido caprílico, que equivale a 0,00347 mol.
\[0,5g\dfrac{{1mol}}{{144g}} = 3,47x{10^{ - 3}}mol\]
Segundo a reação apresentada, cada mol de ácido caprílico consome 1 mol de NaOH para ser neutralizado. Assim, se foram consumidos 3,8mL de uma solução 0,1mol/L de NaOH na titulação da fase aquosa, é possível dizer que nessa fase havia um total de 0,38x10-3 mol de ácido caprílico, pois:
\[\left[ {a c.ca{p_{FA}}} \right] = \left[ {NaO{H_{FA}}} \right] = 3,8mL\dfrac{{0,1mol}}{{1000mL}} = 0,38x{10^{ - 3}}mol\]
Se foi adicionado 3,47x10-3 mol ao sistema, e apenas 0,38x10-3 mol pode ser quantificado na água, o restante está na fase orgânica, ou seja, 3,09x10-3 mol.
Calculando as concentrações:
Fase orgânica:
\[{C_{organica}} = \dfrac{{3,09x{{10}^{ - 3}}}}{{0,1}} = 0,0309mol/L\]
Fase aquosa:
\[{C_{aquosa}} = \dfrac{{0,38x{{10}^{ - 3}}}}{{0,08}} = 0,00475mol/L\]
Calculando o coeficiente de partição P:
\[P = \dfrac{{{C_{organica}}}}{{{C_{aquosa}}}} = \dfrac{{0,0309}}{{0,00475}} = 6,505\]
Dessa forma, a resposta correta é \(\boxed{P = 6,51}\).
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