Efecto de la temperatura y la polaridad del solvente sobre el grado de ionización de analitos en soluciones de pH regulado

BIANCO, MARIA VICTORIA; SLIZ, BRENDA BELEN; TASCON, MARCOS; ACQUAVIVA, AGUSTIN; GAGLIARDI, LEONARDO GABRIEL

Santa Fe

Congreso; 6to Congreso Argentino de Química Analitica, Santa Fe, Argentina; 2011

Universidad Nacional del Litoral

Diversos estudios han demostrado que el cambio de temperatura y el agregado de solventes polares a las soluciones acuosas de ácidos y bases débiles pueden afectar sus constantes de disociación o pKa. [1,2,3] El sentido y la magnitud del efecto depende de la naturaleza química del grupo ionizable.[3] Si una sustancia actúa como buffer, el pH de la solución será afectado por la temperatura o la composición de solvente de la misma manera que el pKa del buffer. En cambio, si una sustancia actúa como analito (diluido) en una solución de pH controlado por un buffer el agregado de solvente o el cambio de temperatura podrían afectar su grado de disociación. Esto sucede cuando se ve afectada la diferencia entre pH del medio y el pKa del analito (pH-pKa). Teniendo esto en consideración podemos seleccionar un buffer que, según nuestra preferencia y, en función de la naturaleza química del analito, permita afectar de manera indirecta al grado de ionización. En este trabajo proponemos preparar bufferes basados en dos sustancias de diferente na¬turaleza química y que regulan en la zona de pH neutro: tris hidroximetil aminometano (tris / tris:HCl), y fosfato (H2PO4- / HPO4=). Como representantes de analitos con grupos ionizables de diferentes naturalezas químicas se utilizan indicadores cuyos pKa también se encuentren en la zona de pH neutro: rojo neutro o RN (con grupo amino) y azul de bromotimol, ABT o fenolftaleina, F, (con grupos fenólicos). Se prepararán soluciones con distintas combinaciones de naturalezas químicas de buffer y analito. También se preparan soluciones auxiliares de los indicadores a valores de pH tal que se encuentren totalmente disociados o totalmente protonados. El experimento consiste en someter a estas soluciones a procesos de -1- calentamiento y enfriamiento, y -2- a agre¬gado de un 50% de etanol, observando los cambios en la coloración. Considerando las variaciones de pKa generales se pueden prever los cambios que se ob¬servarán en cada caso e interpretar los efectos sobre el grado de ionización de los analitos. Se discute la posibilidad de modificar indirectamente el grado de ionización, y el uso de in¬dicadores con rangos de viraje en zonas de pH amortiguado en lugar de su uso en zonas de ?salto de pH?. El experimento es sencillo, económico, didáctico, y permite al alumno ejercitar criterios profundos durante la preparación e interpretación de resultados. Bibliografía: [1] Subirats, X. ; Rosés, M.; Bosch, E.. Sep. Purificat. Rev. 36(2007)231-255 [2] Christensen, J. J,; Hansen, L. D.; Izzat, R. M.. Handbook of Proton Ionization Heats. 1976. Wiley Inters¬cience New York [3] Gagliardi, L. G.; Castells, C. B., Rafols, C.; Roses, M.; Bosch, E.. J. Sep. Sci. 31(2008) 969-980