5- Resultados 5.1- Espectrofotometría UV/Vis de los...

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  • 5- Resultados 5.1- Espectrofotometra UV/Vis de los reactivos

    Grfica 5.1 Peroximonosulfato de potasio 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia de 365 y 193 nm

    Grfica 5.2 Acetato de cobalto 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia de 3.344 y 198.8 nm

    30

  • Grfica 5.3 acetilacetonato de cobalto(II) 0.0002M de 190 a 800nm con una absorbancia de 3.961 y 291nm

    Grfica 5.4 benzoilacetonato de cobalto 0.00025 en una solucin del 15% de dimetilformamida con una absorbancia de 2.283 y una de 315.1nm

    31

  • Las bandas que van de 190nm a 300nm son de dimetilformamida as que la banda del

    benzoilacetonato de cobalto es la de 315.1nm

    Grfica 5.4 2 etilhexanoato de cobalto (II) 0.0008M con una absorbancia de 3.061 y una 192.0nm

    Grfica 5.5 hexafluoroacetilacetonato de cobalto (II) 0.0002M con una absorbancia mxima de 4.697 y una max 298 nm

    32

  • Grfica 5.6 acido oxlico 0.01M con una absorbancia de 3.910 y una max 194.1 nm 5.2- Espectrofotometra UV/Vis de las sales de cobalto y PMS 5.2.1- Acetato de cobalto y PMS

    t=0 t=5

    Grfica 5.7 acetato de cobalto PMS (1:1) con una absorbancia inicial de 0.255 y una final de 0.544 con una de 337.1nm

    33

  • Al tiempo cero no se present absorbancia en la zona de 337.1nm, pero a los 30

    segundos se observ el cambio en la banda, lo que dice que si hace falta tiempo para

    que se inicie la reaccin, esta banda es representativa del acomplejamiento del Co+3 con

    el PMS. Al primer contacto del PMS con el acetato de cobalto se presenta el cambio de

    color. Un cambio de color en la solucin al aadir otro reactivo indica la formacin de

    una especie nueva, si la especie nueva que en general es un complejo muestra un pico

    de absorcin en la regin visible del espectro (400-900nm). (Manku, 1983)

    Al hacer esta primera reaccin se ve un cambio de color donde el acetato de cobalto es

    inicialmente color rosa y al agregarse el PMS cambia a color verde. La oxidacin de

    Co+2 a Co+3 es evidente por el cambio de color en la reaccin donde va de rosado a

    verde, cuando termina la descomposicin de los sulfatos y las molculas orgnicas la sal

    regresa a su color rosado original probablemente reducindose a Co+2. (Chavez, 1999)

    En este caso particular la regin de inters es entre los 300 y 400nm donde se esta

    formando una nueva banda la cual demuestra que si hay absorcin en la zona del

    espectro de radiacin solar. (Bandala 2007)

    34

  • t=0 t=5

    Grfica 5.8 acetato de cobalto PMS (1:2) con una absorbancia inicial de 0.286 y una final de 0.524 con una de 336nm Con estas concentraciones se sigue viendo la misma tendencia slo que aumenta la

    absorbancia en la regin de 190 a 250 nm, y el proceso de enlace al Co+3 y la oxidacin

    del Co+2 ocurre ms rpidamente con el exceso de PMS.

    t=0 t=5

    Grfica 5.9 acetato de cobalto PMS (1:3) con una absorbancia inicial de 0 y una final de 0.202 con una de 335nm

    35

  • Al ver esta concentracin se ve que la regin de 300 a 400nm casi no aumenta con

    respecto al tiempo esto dice que el cobalto como el PMS tienen una funcin importante

    en la reaccin, hasta los 2 minutos y medio se present absorbancia en la regin

    observada.

    Grfica 5.10 acetato de cobalto PMS (2:1) con una absorbancia inicial de 0 y una final de 0.868 con una de 342nm Se esta aumentando la absorbancia en la regin de 190 a 300 por el exceso de acetato de

    cobalto y hasta el primer minuto es donde se presento absorbancia de 0.766 en la regin

    estudiada.

    36

  • t=0 t=5

    Grfica 5.11 acetato de cobalto PMS (2:3) con una absorbancia inicial de 0 y una final de 0.651 con una de 337.1nm Se ve la misma tendencia donde el acetato de cobalto y el PMS tienen la misma

    concentracin, pero con una mayor absorbancia en la regin de 190 a 300nm, se

    presenta absorbancia hasta los 30 segundos de 0.309 a los 337.1nm

    37

  • t=0 t=5

    Grfica 5.12 acetato de cobalto PMS (3:1) con una absorbancia inicial de 2.374 y una final de 2.737 con una de 230nm Aqu se presento una banda algo diferente ya que hubo un exceso de acetato de cobalto

    y la banda que en los casos anteriores apareci a los 300-400nm se movi hacia los 220-

    270 nm donde tambin aument la absorbancia.

    38

  • t=0 t=5

    Grfica 5.13 acetato de cobalto PMS (3:2) con una absorbancia inicial de 0.540 y una final de 0.559 con una de 335nm Al cambiar las concentraciones del PMS y del acetato de cobalto se ve que no se forma

    ninguna banda nueva ni significativa, lo que nos dice es que siempre esta ocurriendo la

    misma reaccin auque se encuentre en diferentes proporciones.

    Al comparar todas las grficas se puede ver que el PMS se esta enlazando con el Co+3 al

    desplazase la grafica hacia la derecha, la velocidad de este enlazamiento se puede

    acelerar al haber un exceso de PMS.

    39

  • 5.2.2- Acetilacetonato de cobalto y PMS

    t=0

    t=5

    Grfica 5.14 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:1) con una absorbancia inicial de 0.681 y una fina de 0.457 a con una de 272.1mn

    Comparado con la grfica de acetilacetonato puro donde se tena una absorbancia de

    3.961 y una 291nm se ve que hubo una reduccin en la absorbancia y se recorri la

    banda hacia la izquierda desde que empieza la reaccin, a los 30 segundos se nota una

    reduccin en la banda muy notoria donde ya se queda estable a esa absorbancia; este

    desplazamiento es indicativo de una coordinacin del metal al PMS, con la disminucin

    en la intensidad probablemente asociada al cambio del estado de oxidacin

    (Co+2 Co+3).

    40

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.15 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:2) con una absorbancia inicial de 0.414 y una final de 0.353 a con una de 272.1mn La reduccin en la absorbancia se ve que es menor ya que tiene menos cobalto y es el

    que forma la banda en esta regin.

    41

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.16 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:3) con una absorbancia inicial de 0.409 y una final de 0.296 a con una de 272.1mn

    Grfica 5.17 Acetilacetonato de cobalto y PMS (2:1) con una absorbancia inicial de 0.814 y una final de 0.556 a con una de 272.1mn

    t=0

    t=5

    42

  • Al aumentar la cantidad de cobalto se ve que la diferencia de las bandas entre el tiempo

    cero y los primeros 30 segundos es mayor

    t=0

    t=5

    Grfica 5.18 Acetilacetonato de cobalto y PMS (2:3) con una absorbancia inicial de 0.511 y una final de 0.369 a con una de 272.1mn

    t=0

    t=5

    Grfica 5.19 Acetilacetonato de cobalto y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de 0.948 y una final de 0.589 a con una de 272.1mn

    43

  • En este caso donde hay mas cobalto es donde se ve la mayor diferencia en las bandas

    habiendo una reduccin de absorbancia del 37.87%

    t=0

    t=5

    Grfica 5.20 Acetilacetonato de cobalto y PMS (3:2) con una absorbancia inicial de 0.693 y una final de 0.483 a con una de 272.1mn En todos los casos se determin una disminucin en la absorbancia de la banda a la

    misma longitud de onda y comparado con el acetilacetonato de cobalto puro, la longitud

    de onda se recorri un poco hacia la izquierda de 291 a 272.1nm. Entre ms

    acetilacetonato de cobalto la absorbancia es mayor.

    5.2.3- Etilhexanoato de cobalto II y PMS

    44

  • Grfica 5.21 etilhexanoato de cobalto II y PMS (1:1)

    Esta grfica no indica cambios sustanciales en el sistema, aunque muestra una

    disminucin en la absorbancia de PMS, probablemente debido a su coordinacin al

    centro metlico.

    5.2.4- Benzoilacetonato de cobalto y PMS

    45

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.22 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:1) con una absorbancia inicial de 1.080 y una final de 0.664 y una 295.1 La banda estudiada se movi un poco hacia la izquierda indicativo de coordinacin al

    PMS, como ha pasado con las otras sales, la absorbancia no fue tan grande como en el

    caso de la sal pura que era de 2.283 y disminuy al agregarse el PMS del tiempo 0 a los

    30 segundos donde despus se estabiliz. Esta equivalencia fue la que mostr una

    mayor diferencia en entre la primera y la ultima banda.

    46

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.23 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:2) con una absorbancia inicial de 0.653 y una final de 0.422 y una 295.1

    t=0

    t=5

    Grfica 5.24 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:3) con una absorbancia inicial de 0.453 y una final de 0.308 y una 295.1

    47

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.25 benzoilacetonato de cobalto y PMS (2:1) con una absorbancia inicial de 1.489 y una final de 1.114 y una 295.1

    t=0

    t=5

    Grfica 5.26 benzoilacetonato de cobalto y PMS (2:3) con una absorbancia inicial de 0.728 y una final de 0.533 y una 295.1

    48

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.27 benzoilacetonato de cobalto y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de 1.540 y una final de 1.047 y una 295.1

    t=0

    t=5

    Grfica 5.28 benzoilacetonato de cobalto y PMS (3:2) con una absorbancia inicial de 1.157 y una final de 0.781 y una 295.1

    49

  • Comparando todas la grficas se observa que entre mayor benzoilacetonato de cobalto

    hay una mayor absorbancia y al agregarse en PMS todas muestran una reduccin muy

    parecida en promedio de 31.77%.

    5.2.5- Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS

    Grfica 5.29 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (1:1) Con esta equivalencia no se presento absorbancia lo que nos dice que la reaccin entre

    el PMS y el cobalto fue muy rpida, indicando adems la promocin de una especie de

    Co+3 y la coordinacin del PMS al metal.

    50

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.30 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (2:1) con una absorbancia de 0.259 y una de 304.9

    t=0

    t=5

    Grfica 5.31 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de 0.373 y una final de 0.124 y una de 303.1

    51

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.32 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (3:2) con una absorbancia de 0.194 y una de 304.9 Entre mayor es la concentracin de cobalto ms grande era la banda que en todos los

    caos desapareci a los 30 segundos, a diferencia de las dems sales esta banda se movi

    hacia la derecha de 298nm a 304nm.

    5.3- Espectrofotometra UV/Vis de las sales Cobalto, PMS y Acido Oxlico

    52

  • Grfica 5.33 acetato de cobalto/PMS/cido oxlico con una absorbancia inicial de 3.906 y una final de 1.274 y una inicial de 277nm y una final de 330nm Las bandas de la izquierda son las del cobalto con el cido oxlico y la de la derecha es

    la del cobalto con el PMS ya que se presenta el mismo comportamiento, pero no se ve

    tan marcado, la cambia y se va recorriendo hacia la derecha de 277nm a 330nm pero

    al compararlo con cobalto y PMS la banda no se presenta en el mismo lugar, debido a la

    formacin de un complejo con cido oxlico. Es importante resaltar que se sigui

    presentando el color verde al juntar los reactivos aunque un poco ms claro y despus

    de un da la mezcla volvi a tomar un tono rosado, indicando el regreso al estado de

    oxidacin de Co+2.

    53

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.34 Acetilacetonato de cobalto III PMS acido oxlico con una absorbancia inicial de 3.288 y una final de 3.467 y una de 200nm En la parte izquierda se ve la presencia del cido oxlico y se presenta el mismo

    comportamiento que con el PMS, comparado con la grafica de acetato de cobalto y

    PMS se ve que la banda se volvi a recorrer un poco hacia la izquierda de 272.1mn a

    200nm, indicando coordinacin al oxlico por el Co+3.

    54

  • t=0

    t=5

    Grfica 5.35 2etilhexanoato de cobalto II PMS acido oxlico Se vio la presencia del cido oxlico del lado izquierdo de la grfica y aqu si se vio una

    disminucin en la banda a diferencia del etilhexanoato y el PMS donde no se vio

    cambio a pesar del cambio de concentraciones.

    55

  • Grfica 5.36 benzoilacetonato de cobalto PMS acido oxlico

    t=0

    t=5

    La dimetilformamida no deja ver la banda del acido oxlico pero se sigue viendo la

    misma tendencia que con el benzoilacetonato de cobalto y el PMS.

    t=0

    t=5

    Grfica 5.37 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II PMS acido oxlico

    56

  • Se ve la presencia del cido oxlico del lado izquierdo y se ve una disminucin en la

    banda, de acuerdo con el comportamiento esperado.

    5.4- Espectrofotometra de infrarrojo de los reactivos

    SO4

    CO2

    Grfica 5.38 Peroximonosulfato de potasio Picos esperados S=Ode 1200 a 1400 SO4 1100 OH 3500- 3200

    CO2 C=O

    C-H C-H

    C-H

    Grfica 5.39 Acetato de cobalto

    57

  • Picos esperados CH31450 y 1375 C=O 1750-1730 CO 1300-1000 CH3 3000- 2850

    C-HC=O

    C-H

    Grfica 5.40 Acetilacetonato de cobalto II C=O 1740-1720 CH3 3000- 2850

    C=O

    CO2 C-H

    Grfica 5.41 etilhexanoato de cobalto II C=O 1750-1730 CO 1300-1000 CH3 1450 y 1375 CH2 1465 CH 3000-2850

    58

  • C-H

    C-H

    C=O

    CO2

    Grfica 5.42 Benzoilacetonato de cobalto 1740 1720 CH3 3000- 2850 Cetona aromtica 1725-1650

    C-H

    C=O

    C-H

    Grfica 5.43 Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II 1725-1705 CF3 1350-1200 CH3 3000-2850

    59

  • CO2

    C-H C-H

    OH C-H

    C=O

    Grfica 5.44 Acido oxlico cido carboxlico 1750-1705 5.5- Espectrofotometra IR de las sales de Cobalto y PMS Los tiempos van de arriba hacia abajo con una diferencia de 5 minutos entre cada

    muestra

    Grfica 5.45 Acetato de cobalto y PMS

    60

  • Grfica 5.46 Acetilacetonato de cobalto II y PMS

    Grfica 5.47 2 Etilhexanoato de cobalto II y PMS

    61

  • Grfica 5.48 Benzoilacetonato de cobalto y PMS

    Grfica 5.49 Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS Se hicieron las mezclas de las sales de cobalto con PMS para ver si con el tiempo se

    vea alguna reaccin o algn cambio en los picos, pero en todos los casos se sigui

    viendo lo mismo por lo tanto la reaccin no esta degradando la materia orgnica del

    contra-ion, dando evidencia de que ambas especies permanecen sin cambios en la

    naturaleza de sus estructuras al coordinarse.

    5.6- Espectrofotometra IR de las sales de Cobalto, PMS y acido oxlico

    62

  • Grfica 5.50 acetato de cobalto II, PMS y cido oxlico El pico de 1700 es el del acido oxlico que con la espectrofotometra IR es muy fcil de

    identificar, es el que se espera que desaparezca con el paso del tiempo, tambin es

    importante notar el pico de 1100 que es el de los iones sulfato que se estn liberando en

    la reaccin y posteriormente degradando.

    Para el acetato de cobalto en el tiempo 0 se ve la presencia del acido oxlico y de los

    iones sulfato al paso de 25 minutos ya no se ve tan pronunciado el pico pero no se ve

    una desaparicin total. La reaccin se llev hasta 1 hora pero ya no cambio el

    comportamiento de la ltima lectura presentada.

    63

  • Grfica 5.51 acetilacetonato de cobalto II, PMS y cido oxlico El pico del cido oxlico se observa al tiempo 0 y a los 5 minutos se ve como

    desaparece por completo, esto nos dice que es una reaccin muy rpida y el

    acetilacetonato de cobalto parece ser ms eficiente. Al ver el pico de 1100 se ve como

    se esta degradando tambin pero a una velocidad ms lenta as que quedan suficientes

    iones sulfato para seguir degradando si todava existiera la presencia del acido oxlico.

    Grfica 5.52 etilhexanoato de cobalto II, PMS y cido oxlico El pico del acido oxlico desapareci a los 10 minutos y el de los iones sulfato se qued

    toda la reaccin, auque si disminuy su intensidad

    64

  • Grfica 5.53 benzoilacetonato de cobalto, PMS y cido oxlico Se redujo el pico del acido oxlico aunque no desapareci del todo y en este caso

    particular no se marc mucho la presencia de los iones sulfato.

    Grfica 5.54 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS y cido oxlico Se observ la disminucin en el pico del acido oxlico aunque no su completa

    eliminacin y el pico que casi no present cambio fue el de los iones sulfato.

    5.7- Espectrofotometra IR de las sales de Cobalto, exceso de PMS y exceso de cido oxlico

    65

  • Se hicieron los experimentos con exceso de cido oxlico para poder ver perfectamente

    el pico ms representativo de esta molcula orgnica la cual esta en el rango de 1750-

    1705nm y se le agreg ms PMS para que la reaccin no se quedara sin iones sulfato y

    retrasara la experimentacin. Al agregar ms PMS tambin se vio que ya no era

    necesario que se hiciera la reaccin hasta los 25 minutos as que se redujo el tiempo de

    reaccin a 20 minutos, por el exceso de iones sulfato presentes en la reaccin.

    Grfica 5.55 acetato de cobalto II, PMS y cido oxlico Es mucho ms evidente la desaparicin de la banda en 1700 del tiempo 0 a los 10

    minutos donde a los 15 y 20 la banda casi desapareci por completo, pero como pas en

    el caso donde no haba exceso no se pudo degradar el acido oxlico por completo.

    Tambin es importante notar que la banda de los iones sulfato donde al principio es muy

    evidente y al final de la reaccin tambin disminuye significativamente.

    66

  • Grfica 5.56 acetilacetonato de cobalto III, PMS y cido oxlico Se degrad casi por completo el acido oxlico a los 20 minutos y la presencia de los

    iones sulfato estn en toda la reaccin

    Grfica 5.57 etilhexanoato de cobalto II, PMS y cido oxlico La degradacin del acido oxlico es muy notoria del tiempo 0 a los 10 minutos de ah se

    ve la misma tendencia hasta los 20 minutos

    67

  • Grfica 5.58 benzoilacetonato de cobalto II, PMS y cido oxlico Se degrad el cido oxlico a los 20 minutos de reaccin y el pico de los iones sulfato

    sigue presente hasta los 20 minutos

    Grfica 5.9 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS y cido oxlico Se degrad casi todo el cido oxlico a los 15 minutos donde ya se qued estable la

    reaccin, los iones sulfato estuvieron presentes todo el tiempo

    5.8- Espectrofotometra IR de las sales de Cobalto, PMS, acido oxlico y UV Se espera que con la radiacin UV la reaccin sea ms rpida y eficiente

    68

  • Grfica 5.60 acetato de cobalto II, PMS, cido oxlico y UV La degradacin a los 10 minutos se ve que no es completa como en los casos anteriores

    del acetato de cobalto lo que nos dice que no es la sal ms adecuada para este tipo de

    degradacin. Despus de los 10 minutos ya no hubo cambio en la reaccin ni ms

    degradacin, lo que nos dice que si disminuy el tiempo de degradacin en un 60%

    Grfica 5.61 acetilacetonato de cobalto II, PMS, cido oxlico y UV La degradacin se hizo a los 4 minutos donde despus ya no reaccion ms, a diferencia

    del caso anterior donde se termino la reaccin a los 20 minutos, as que el

    acetilacetonato de cobalto es otra sal que si acepta la radiacin solar como catalizador,

    69

  • acelerando la reaccin en un 80%, adems que desaparece el pico del acido oxlico casi

    por completo

    Grfica 5.62 etilhexanoato de cobalto II, PMS, cido oxlico y UV No se vio una degradacin completa del acido oxlico como en el caso anterior de

    etilhexanoato de cobalto, se estabiliz la reaccin a los 4 minutos habiendo un aumento

    en la velocidad del 60%

    Grfica 5.64 benzoilacetonato de cobalto II, PMS, cido oxlico y UV

    70

  • Se vio una degradacin casi completa con el benzoilacetonato de cobalto a los 10

    minutos as que se redujo el tiempo de reaccin en un 50% haciendo esta sal bastante

    efectiva para la degradacin del cido oxlico.

    Grfica 5.65 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS, cido oxlico y UV Hubo una degradacin casi completa a los 8 minutos donde se aumento la velocidad de

    reaccin en un 47%

    En todos los casos se aument la velocidad de la reaccin y la degradacin del cido

    oxlico siempre fue la misma con luz solar o en ausencia de esta. Los iones sulfatos

    estuvieron presentes en toda la reaccin, lo que dice que haba un exceso de estos

    pudiendo degradar ms materia orgnica.

    71