Gráfica 5.2 Acetato de cobalto 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia de y λ nm

Transcripción

1 5- Resultados 5.1- Espectrofotometría UV/Vis de los reactivos Gráfica 5.1 Peroximonosulfato de potasio 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia de 365 y λ 193 nm Gráfica 5.2 Acetato de cobalto 0.01M de 190 a 800nm con una absorbancia de y λ nm 30

2 Gráfica 5.3 acetilacetonato de cobalto(ii) M de 190 a 800nm con una absorbancia de y λ 291nm Gráfica 5.4 benzoilacetonato de cobalto en una solución del 15% de dimetilformamida con una absorbancia de y una λ de 315.1nm 31

3 Las bandas que van de 190nm a 300nm son de dimetilformamida así que la banda del benzoilacetonato de cobalto es la de 315.1nm Gráfica etilhexanoato de cobalto (II) M con una absorbancia de y una λ 192.0nm Gráfica 5.5 hexafluoroacetilacetonato de cobalto (II) M con una absorbancia máxima de y una λ max 298 nm 32

4 Gráfica 5.6 acido oxálico 0.01M con una absorbancia de y una λ max nm 5.2- Espectrofotometría UV/Vis de las sales de cobalto y PMS Acetato de cobalto y PMS t=0 t=5 Gráfica 5.7 acetato de cobalto PMS (1:1) con una absorbancia inicial de y una final de con una λ de 337.1nm 33

5 Al tiempo cero no se presentó absorbancia en la zona de 337.1nm, pero a los 30 segundos se observó el cambio en la banda, lo que dice que si hace falta tiempo para que se inicie la reacción, 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 solución al añadir otro reactivo indica la formación de una especie nueva, si la especie nueva que en general es un complejo muestra un pico de absorción en la región visible del espectro ( nm). (Manku, 1983) Al hacer esta primera reacción 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 oxidación de Co +2 a Co +3 es evidente por el cambio de color en la reacción donde va de rosado a verde, cuando termina la descomposición de los sulfatos y las moléculas orgánicas la sal regresa a su color rosado original probablemente reduciéndose a Co +2. (Chavez, 1999) En este caso particular la región de interés es entre los 300 y 400nm donde se esta formando una nueva banda la cual demuestra que si hay absorción en la zona del espectro de radiación solar. (Bandala 2007) 34

6 t=0 t=5 Gráfica 5.8 acetato de cobalto PMS (1:2) con una absorbancia inicial de y una final de con una λ de 336nm Con estas concentraciones se sigue viendo la misma tendencia sólo que aumenta la absorbancia en la región de 190 a 250 nm, y el proceso de enlace al Co +3 y la oxidación del Co +2 ocurre más rápidamente con el exceso de PMS. t=0 t=5 Gráfica 5.9 acetato de cobalto PMS (1:3) con una absorbancia inicial de 0 y una final de con una λ de 335nm 35

7 Al ver esta concentración se ve que la región de 300 a 400nm casi no aumenta con respecto al tiempo esto dice que el cobalto como el PMS tienen una función importante en la reacción, hasta los 2 minutos y medio se presentó absorbancia en la región observada. Gráfica 5.10 acetato de cobalto PMS (2:1) con una absorbancia inicial de 0 y una final de con una λ de 342nm Se esta aumentando la absorbancia en la región de 190 a 300 por el exceso de acetato de cobalto y hasta el primer minuto es donde se presento absorbancia de en la región estudiada. 36

8 t=0 t=5 Gráfica 5.11 acetato de cobalto PMS (2:3) con una absorbancia inicial de 0 y una final de con una λ de 337.1nm Se ve la misma tendencia donde el acetato de cobalto y el PMS tienen la misma concentración, pero con una mayor absorbancia en la región de 190 a 300nm, se presenta absorbancia hasta los 30 segundos de a los 337.1nm 37

9 t=0 t=5 Gráfica 5.12 acetato de cobalto PMS (3:1) con una absorbancia inicial de y una final de con una λ de 230nm Aquí se presento una banda algo diferente ya que hubo un exceso de acetato de cobalto y la banda que en los casos anteriores apareció a los nm se movió hacia los nm donde también aumentó la absorbancia. 38

10 t=0 t=5 Gráfica 5.13 acetato de cobalto PMS (3:2) con una absorbancia inicial de y una final de con una λ 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 reacción auque se encuentre en diferentes proporciones. Al comparar todas las gráficas 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

11 Acetilacetonato de cobalto y PMS t=0 t=5 Gráfica 5.14 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:1) con una absorbancia inicial de y una fina de a con una λ de 272.1mn Comparado con la gráfica de acetilacetonato puro donde se tenía una absorbancia de y una λ 291nm se ve que hubo una reducción en la absorbancia y se recorrió la banda hacia la izquierda desde que empieza la reacción, a los 30 segundos se nota una reducción en la banda muy notoria donde ya se queda estable a esa absorbancia; este desplazamiento es indicativo de una coordinación del metal al PMS, con la disminución en la intensidad probablemente asociada al cambio del estado de oxidación (Co +2 Co +3 ). 40

12 t=0 t=5 Gráfica 5.15 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:2) con una absorbancia inicial de y una final de a con una λ de 272.1mn La reducción en la absorbancia se ve que es menor ya que tiene menos cobalto y es el que forma la banda en esta región. 41

13 t=0 t=5 Gráfica 5.16 Acetilacetonato de cobalto y PMS (1:3) con una absorbancia inicial de y una final de a con una λ de 272.1mn t=0 t=5 Gráfica 5.17 Acetilacetonato de cobalto y PMS (2:1) con una absorbancia inicial de y una final de a con una λ de 272.1mn 42

14 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 Gráfica 5.18 Acetilacetonato de cobalto y PMS (2:3) con una absorbancia inicial de y una final de a con una λ de 272.1mn t=0 t=5 Gráfica 5.19 Acetilacetonato de cobalto y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de y una final de a con una λ de 272.1mn 43

15 En este caso donde hay mas cobalto es donde se ve la mayor diferencia en las bandas habiendo una reducción de absorbancia del 37.87% t=0 t=5 Gráfica 5.20 Acetilacetonato de cobalto y PMS (3:2) con una absorbancia inicial de y una final de a con una λ de 272.1mn En todos los casos se determinó una disminución 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 recorrió un poco hacia la izquierda de 291 a 272.1nm. Entre más acetilacetonato de cobalto la absorbancia es mayor Etilhexanoato de cobalto II y PMS 44

16 Gráfica 5.21 etilhexanoato de cobalto II y PMS (1:1) Esta gráfica no indica cambios sustanciales en el sistema, aunque muestra una disminución en la absorbancia de PMS, probablemente debido a su coordinación al centro metálico Benzoilacetonato de cobalto y PMS 45

17 t=0 t=5 Gráfica 5.22 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:1) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ La banda estudiada se movió un poco hacia la izquierda indicativo de coordinación 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 y disminuyó al agregarse el PMS del tiempo 0 a los 30 segundos donde después se estabilizó. Esta equivalencia fue la que mostró una mayor diferencia en entre la primera y la ultima banda. 46

18 t=0 t=5 Gráfica 5.23 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:2) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ t=0 t=5 Gráfica 5.24 benzoilacetonato de cobalto y PMS (1:3) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ

19 t=0 t=5 Gráfica 5.25 benzoilacetonato de cobalto y PMS (2:1) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ t=0 t=5 Gráfica 5.26 benzoilacetonato de cobalto y PMS (2:3) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ

20 t=0 t=5 Gráfica 5.27 benzoilacetonato de cobalto y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ t=0 t=5 Gráfica 5.28 benzoilacetonato de cobalto y PMS (3:2) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ

21 Comparando todas la gráficas se observa que entre mayor benzoilacetonato de cobalto hay una mayor absorbancia y al agregarse en PMS todas muestran una reducción muy parecida en promedio de 31.77% Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS Gráfica 5.29 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (1:1) Con esta equivalencia no se presento absorbancia lo que nos dice que la reacción entre el PMS y el cobalto fue muy rápida, indicando además la promoción de una especie de Co +3 y la coordinación del PMS al metal. 50

22 t=0 t=5 Gráfica 5.30 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (2:1) con una absorbancia de y una λ de t=0 t=5 Gráfica 5.31 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (3:1) con una absorbancia inicial de y una final de y una λ de

23 t=0 t=5 Gráfica 5.32 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II y PMS (3:2) con una absorbancia de y una λ de Entre mayor es la concentración de cobalto más grande era la banda que en todos los caos desapareció a los 30 segundos, a diferencia de las demás sales esta banda se movió hacia la derecha de 298nm a 304nm Espectrofotometría UV/Vis de las sales Cobalto, PMS y Acido Oxálico 52

24 Gráfica 5.33 acetato de cobalto/pms/ácido oxálico con una absorbancia inicial de y una final de y una λ inicial de 277nm y una λ final de 330nm Las bandas de la izquierda son las del cobalto con el ácido oxálico 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 λ 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 formación de un complejo con ácido oxálico. Es importante resaltar que se siguió presentando el color verde al juntar los reactivos aunque un poco más claro y después de un día la mezcla volvió a tomar un tono rosado, indicando el regreso al estado de oxidación de Co

25 t=0 t=5 Gráfica 5.34 Acetilacetonato de cobalto III PMS acido oxálico con una absorbancia inicial de y una final de y una λ de 200nm En la parte izquierda se ve la presencia del ácido oxálico 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 volvió a recorrer un poco hacia la izquierda de 272.1mn a 200nm, indicando coordinación al oxálico por el Co

26 t=0 t=5 Gráfica etilhexanoato de cobalto II PMS acido oxálico Se vio la presencia del ácido oxálico del lado izquierdo de la gráfica y aquí si se vio una disminución en la banda a diferencia del etilhexanoato y el PMS donde no se vio cambio a pesar del cambio de concentraciones. 55

27 t=0 t=5 Gráfica 5.36 benzoilacetonato de cobalto PMS acido oxálico La dimetilformamida no deja ver la banda del acido oxálico pero se sigue viendo la misma tendencia que con el benzoilacetonato de cobalto y el PMS. t=0 t=5 Gráfica 5.37 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II PMS acido oxálico 56

28 Se ve la presencia del ácido oxálico del lado izquierdo y se ve una disminución en la banda, de acuerdo con el comportamiento esperado Espectrofotometría de infrarrojo de los reactivos SO 4 CO 2 Gráfica 5.38 Peroximonosulfato de potasio Picos esperados S=Ode 1200 a 1400 SO OH C-H CO 2 C=O C-H C-H Gráfica 5.39 Acetato de cobalto 57

29 Picos esperados CH y 1375 C=O CO CH C=O C-H C-H Gráfica 5.40 Acetilacetonato de cobalto II C=O CH C=O CO 2 C-H Gráfica 5.41 etilhexanoato de cobalto II C=O CO CH y 1375 CH CH

30 C-H C-H C=O CO 2 Gráfica 5.42 Benzoilacetonato de cobalto CH Cetona aromática C=O C-H C-H Gráfica 5.43 Hexafluoroacetilacetonato de cobalto II CF CH

31 CO 2 OH C-H C-H C-H C=O Gráfica 5.44 Acido oxálico Ácido carboxílico Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto y PMS Los tiempos van de arriba hacia abajo con una diferencia de 5 minutos entre cada muestra Gráfica 5.45 Acetato de cobalto y PMS 60

32 Gráfica 5.46 Acetilacetonato de cobalto II y PMS Gráfica Etilhexanoato de cobalto II y PMS 61

33 Gráfica 5.48 Benzoilacetonato de cobalto y PMS Gráfica 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 veía alguna reacción o algún cambio en los picos, pero en todos los casos se siguió viendo lo mismo por lo tanto la reacción no esta degradando la materia orgánica del contra-ion, dando evidencia de que ambas especies permanecen sin cambios en la naturaleza de sus estructuras al coordinarse Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto, PMS y acido oxálico 62

34 Gráfica 5.50 acetato de cobalto II, PMS y ácido oxálico El pico de 1700 es el del acido oxálico que con la espectrofotometría IR es muy fácil de identificar, es el que se espera que desaparezca con el paso del tiempo, también es importante notar el pico de 1100 que es el de los iones sulfato que se están liberando en la reacción y posteriormente degradando. Para el acetato de cobalto en el tiempo 0 se ve la presencia del acido oxálico y de los iones sulfato al paso de 25 minutos ya no se ve tan pronunciado el pico pero no se ve una desaparición total. La reacción se llevó hasta 1 hora pero ya no cambio el comportamiento de la última lectura presentada. 63

35 Gráfica 5.51 acetilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico El pico del ácido oxálico se observa al tiempo 0 y a los 5 minutos se ve como desaparece por completo, esto nos dice que es una reacción muy rápida y el acetilacetonato de cobalto parece ser más eficiente. Al ver el pico de 1100 se ve como se esta degradando también pero a una velocidad más lenta así que quedan suficientes iones sulfato para seguir degradando si todavía existiera la presencia del acido oxálico. Gráfica 5.52 etilhexanoato de cobalto II, PMS y ácido oxálico El pico del acido oxálico desapareció a los 10 minutos y el de los iones sulfato se quedó toda la reacción, auque si disminuyó su intensidad 64

36 Gráfica 5.53 benzoilacetonato de cobalto, PMS y ácido oxálico Se redujo el pico del acido oxálico aunque no desapareció del todo y en este caso particular no se marcó mucho la presencia de los iones sulfato. Gráfica 5.54 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico Se observó la disminución en el pico del acido oxálico aunque no su completa eliminación y el pico que casi no presentó cambio fue el de los iones sulfato Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto, exceso de PMS y exceso de ácido oxálico 65

37 Se hicieron los experimentos con exceso de ácido oxálico para poder ver perfectamente el pico más representativo de esta molécula orgánica la cual esta en el rango de nm y se le agregó más PMS para que la reacción no se quedara sin iones sulfato y retrasara la experimentación. Al agregar más PMS también se vio que ya no era necesario que se hiciera la reacción hasta los 25 minutos así que se redujo el tiempo de reacción a 20 minutos, por el exceso de iones sulfato presentes en la reacción. Gráfica 5.55 acetato de cobalto II, PMS y ácido oxálico Es mucho más evidente la desaparición de la banda en 1700 del tiempo 0 a los 10 minutos donde a los 15 y 20 la banda casi desapareció por completo, pero como pasó en el caso donde no había exceso no se pudo degradar el acido oxálico por completo. También es importante notar que la banda de los iones sulfato donde al principio es muy evidente y al final de la reacción también disminuye significativamente. 66

38 Gráfica 5.56 acetilacetonato de cobalto III, PMS y ácido oxálico Se degradó casi por completo el acido oxálico a los 20 minutos y la presencia de los iones sulfato están en toda la reacción Gráfica 5.57 etilhexanoato de cobalto II, PMS y ácido oxálico La degradación del acido oxálico es muy notoria del tiempo 0 a los 10 minutos de ahí se ve la misma tendencia hasta los 20 minutos 67

39 Gráfica 5.58 benzoilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico Se degradó el ácido oxálico a los 20 minutos de reacción y el pico de los iones sulfato sigue presente hasta los 20 minutos Gráfica 5.9 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS y ácido oxálico Se degradó casi todo el ácido oxálico a los 15 minutos donde ya se quedó estable la reacción, los iones sulfato estuvieron presentes todo el tiempo 5.8- Espectrofotometría IR de las sales de Cobalto, PMS, acido oxálico y UV Se espera que con la radiación UV la reacción sea más rápida y eficiente 68

40 Gráfica 5.60 acetato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV La degradación 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 más adecuada para este tipo de degradación. Después de los 10 minutos ya no hubo cambio en la reacción ni más degradación, lo que nos dice que si disminuyó el tiempo de degradación en un 60% Gráfica 5.61 acetilacetonato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV La degradación se hizo a los 4 minutos donde después ya no reaccionó más, a diferencia del caso anterior donde se termino la reacción a los 20 minutos, así que el acetilacetonato de cobalto es otra sal que si acepta la radiación solar como catalizador, 69

41 acelerando la reacción en un 80%, además que desaparece el pico del acido oxálico casi por completo Gráfica 5.62 etilhexanoato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV No se vio una degradación completa del acido oxálico como en el caso anterior de etilhexanoato de cobalto, se estabilizó la reacción a los 4 minutos habiendo un aumento en la velocidad del 60% Gráfica 5.64 benzoilacetonato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV 70

42 Se vio una degradación casi completa con el benzoilacetonato de cobalto a los 10 minutos así que se redujo el tiempo de reacción en un 50% haciendo esta sal bastante efectiva para la degradación del ácido oxálico. Gráfica 5.65 hexafluoroacetilacetonato de cobalto II, PMS, ácido oxálico y UV Hubo una degradación casi completa a los 8 minutos donde se aumento la velocidad de reacción en un 47% En todos los casos se aumentó la velocidad de la reacción y la degradación del ácido oxálico siempre fue la misma con luz solar o en ausencia de esta. Los iones sulfatos estuvieron presentes en toda la reacción, lo que dice que había un exceso de estos pudiendo degradar más materia orgánica. 71