PRACTICA 6. Equilibrio Químico

7/21/2019 PRACTICA 6. Equilibrio Químico

http://slidepdf.com/reader/full/practica-6-equilibrio-quimico-56d9a340698f0 1/7

PRÁCTICA 6

EQUILIBRIO QUÍMICO – PRINCIPIO DE LeCHATELIER

1. Competenci!.

Al terminar esta práctica el experimentador debe haber logrado: 1.1. Predecir y comprobar que cambios pueden ocurrir en un sistema en equilibriocuando se varía la concentración de los reactivos y/o productos que intervienen enél.1.". Aadir agentes externos !ácidos" bases o sales# a un sistema en equilibriopara observar su impacto.1.#. $xplicar en cada caso la acción del agente externo sobre el equilibrio.

". A!pecto! te$%ico!.

$l equilibrio químico se presenta en aquellas reacciones donde la e%iciencia detrans%ormación es menor del &''(.

)uando se inicia una reacción la velocidad de gasto de reactivos puede ser alta"pero si la reacción es reversible" los productos que se van %ormando reaccionanentre si para originar de nuevo los reactivos y por lo tanto la velocidad inicial vadisminuyendo hasta que se llega al equilibrio químico" donde las velocidades deconversión de reactivos a productos y viceversa llegan a ser iguales. Al alcan*ar el equilibrio dinámico las concentraciones" de todas las especies involucradas enél" permanecen constantes pues el grado de %ormación de cada una es igual algrado de consumo.

$sta relación de concentraciones constantes origina la constante de equilibrio" quepara la reacción general:

aA+bB ↔cC +dD

Por de%inición se expresa así:

Keq= [C ]c [ D ]d

[ A ]a [B]b

+onde:, - )oncentración molar

a constante de equilibrio puede calcularse a partir de la relación de concentracióny se denomina 0c1 pero cuando se trata de un sistema gaseoso también puedecalcularse de la relación de presiones y se denomina 0p.



Para un mismo equilibrio gaseoso y considerando comportamiento ideal para lame*cla gaseosa participante en el equilibrio" la relación entre 0c y 0p se da por laecuación:

Kp= Kc( RT )∆n

+onde:2: )onstante universal de los gases ideales.3: 3emperatura en grados 0elvin.4n: a di%erencia de los coe%icientes de la reacción balanceada4n !5 coe%icientes de los productos# 6 !5 coe%icientes de los reactivos#

".1 &ACTORE' QUE A&ECTAN EL EQUILIBRIO QUÍMICO$l principio de e)hatelier %ue establecido al observar que todo equilibrio establepuede modi%icarse por una causa externa" pero que a continuación tiende hacia unnuevo estado de equilibrio" siempre y cuando la causa externa no sea tan drásticaque lo rompa de%initivamente. Por e7emplo" el cuerpo humano posee equilibriosque amortiguan los e%ectos que causan la ingestión de bebidas alcohólicas" dedrogas" de ácidos. +e bases" de toxinas" etc" modi%icándose temporalmente" peroluego regresando a un nuevo estado de equilibrio.

$l principio de e)hatelier se enuncia así: 8cuando un agente externo provoca uncambio que rompe el equilibrio de un sistema, se produce una reacción del sistema contra la causa que lo altera, teniendo a disminuirla de tal manera que se

produce, bajo las nuevas condiciones, otro equilibrio en el sistema.”

9arias son las causas que alteran un equilibrio químico:

".1.1 Cm(io! en concent%ci$n)i a un sistema se le saca o agrega una de las sustancias participantes" el sistematiende respectivamente a producir la sustancia que se sustra7o o a gastar lasustancia que se agregó" hasta que alcance el nuevo equilibrio. Por e7emplo parael equilibrio acuoso:

+¿

−¿+ H ¿

C H 3COOH ↔C H 3CO O¿

í se agrega un ácido %uerte que por consiguiente suministra ;< el sistema enequilibrio se despla*a en sentido inverso para gastar la parte del ;< agregadoreaccionando con acetato y produciendo ácido acético" pero sí se adiciona unabase el =;6 reacciona con el ;< presente %ormando ;>= y por lo tanto el sistemase despla*a en sentido directo para regenerar el ;< gastado.

".1." Cm(io! en e* +o*,men -E,i*i(%io /!eo!o0



í la relación entre la sumatoria de los coe%icientes de las sustancias producidas yla sumatoria de los coe%icientes de los reactivos es &" los cambios de volumen noa%ectan el equilibrio" pero sí es di%erente de &" al reducir el volumen no a%ectan elequilibrio" pero si es di%erente de &" al reducir el volumen por e7emplo" el equilibriose despla*a hacia la menor sumatoria. $7emplo:

A (g )+2B ( g )↔2C ( g )+ D (g )

$l cambio de volumen no a%ecta. Pero en el siguiente sistema:

X ( g )+2Y ( g ) ↔2 Z ( g )

Al disminuir el volumen el sistema se despla*a hacia los productos !sumatoria delos coe%icientes es igual ># y al aumentar el volumen se despla*a hacia losreactivos !sumatoria de los coe%icientes es igual a ?#

".1.# Cm(io! en * p%e!i$n -E,i*i(%io /!eo!o0a presión puede cambiar de ? %ormas:

• Adicionando un gas que no participe en el equilibrio. $n este caso el equilibrio

no se altera pues la presión parcial de cada gas no cambia.

• )ambiando la presión parcial de uno de los gases. $sto equivale a variar la

concentración de él. !ver numeral >.&.&#

• )ambiando el volumen. !ver el numeral >.&.>#

".1. Cm(io! en * tempe%t,%@ientras no se mantenga una temperatura constante" ningn sistema químicopuede alcan*ar el equilibrio ya que 0c y 0p dependen de la temperatura. ossistemas químicos reaccionantes pueden ser exotérmicos o endotérmicos.

í la reacción en sentido directo es exotérmica entonces en sentido inverso seráendotérmica. í se agrega calor a un sistema en equilibrio" éste se despla*a en elsentido que consuma calor o sea en el sentido que la reacción sea endotérmica yviceversa.

NOTA) os )atali*adores e inhibidores son sustancias que alteran la velocidad deuna reacción pero no a%ectan el equilibrio químico.

#. E,ipo 2 Recti+o!.

$quipo

• Bn beaCer de >'' ml

• D tubos de ensayo

2eactivos



• Eenol%taleina

• Fa=; '.& @

• ;)l '.& @

• 0)F '.& @

• Ee)l? '.& @

• 0)l '.G @

• 0HEe!)F#D '.>G @

• )u=H '.&@

• F;H=; D @

• ;>=H &.' @

. P%te e3pe%iment*.

.1 E,i*i(%io 4e ,n In4ic4o% $n varios casos usted ha utili*ado la %enol%taleína como indicador y en una de las

experiencias anteriores de este curso" consultó las estructuras de este indicador en su %orma ácida y básica. Aquí tendrá la oportunidad de interactuar directamente con este indicador y establecer los cambios estructurales al agregar ácidos y bases a este equilibrio" que simpli%icadamente y por la comple7idad de lasestructuras de la %enol%taleína" se puede expresar así:

−¿

+¿+ Fen¿

H − Fen ↔ H ¿ Kc=1×10

−9

Incoloro rojo

• $n un beaCer pequeo que contenga >' ml de agua" agregar H gotas de

solución acuosa etanólica de %enol%taleína" la solución queda incolora porqueel porcenta7e de disociación es muy pequeo !ver el valor de 0c#.

• Agregar ahora en %orma secuencial:

a. Iotas de Fa=; '.& @ hasta que apare*ca el color y permane*ca al agitar.b. Iotas de ;)l '.& @ hasta que desapare*ca el color c. 2epetir con base y luego con ácido y veri%icar sí para alcan*ar los

secuenciales equilibrios se tuvo que aumentar la cantidad de base o deácido.

• $n el siguiente cuadro aparece la explicación a los dos primeros pasos

$JBKKL2K=

−¿

+¿+ Fen¿

H − Fen ↔ H ¿

Recti+o De!p*5miento O(!e%+cione!C,! 4e*

4e!p*5miento



Fa=;

M

Aparece color ro7o $l ión =;reacciona con el;< y eldespla*amiento ensentido directo

minimi*a la causaexterna y producealgo del ;<

gastado.

;)l N

e vuelve incoloro Al aumentar laconcentración de;< el sistema sedespla*a ensentido inversopara gastar partede lo agregado.

." E,i*i(%io) '*e! 7%%ic! 2 !,*ocin,%o.Para %ormar este equilibrio proceda de la siguiente %orma:

• $n un beaCer pequeo coloque & ml de Ee)l? '.& @ y G ml de 0)F '.& @. Al

me*clarlas aparecerá un color ro7i*o cuya intensidad depende de laconcentración de ión comple7o Ee!)F#D

?<. e debe diluir para me7or observación del color hasta completar >H ml de solución.

$l equilibrio es:

−¿+¿+3Cl

¿

3−¿+6 K ¿

SCN ¿6

¿

−¿↔ Fe¿+¿+6 SC N

¿

−¿+6 K ¿

3+¿+3Cl¿

Fe¿

Amarillo RojoPálido

O)ómo se puede abreviar este equilibrio

a intensi%icación o el debilitamiento del color ro7o" es la observación visualque vamos a utili*ar para comprobar el despla*amiento del equilibrio.

• +istribuir la solución anterior en D partes aproximadamente iguales en seis

tubos de ensayo. +e7e un tubo como testigo y a los demás agregar reactivosasí:



a. A un tubo agregar '.G ml de Ee)l? '.& @b. A un tubo agregar '.G ml de 0)F '.& @c. A un tubo agregar '.G ml de 0)l '.G @d. A un tubo agregar '.G ml de Fa=; '.&@e. A un tubo agregar '.G ml de 0HEe!)F#D '.>G @

• $laborar una tabla como la de la parte H.& para consignar las observaciones y

explicaciones.

.# E,i*i(%io 4e '*e! C8p%ic! en me4io B9!ico$n esta parte aparecen dos equilibrios que pueden ser simultáneos:

−¿↔ Cu (OH )2

↓

2+¿+2OH ¿

Cu¿

Kps=1×10−19

Verde azul Azul Celeste

2+¿↓+ H 2

O

N H 3¿4

¿

2+¿+4 N H 4

OH ↔Cu ¿

Cu¿

Kps=2×10−13

Verde azul Azul intenso

Para establecerlos proceda de la siguiente %orma:

a. $n tres tubos de ensayo colocar & ml de solución '.& @ de )u=H y de7ar uno como testigo.b. A los dos tubos adicionar gota a gota y agitando Fa=; '.& @ hasta que se

precipite el )u!=;#> completamente" de7ar uno de ellos como testigo.c. Al otro tubo que contiene )u!=;#> agregar F;H=; D @ hasta que se

disuelva el precipitado y se %orme un color a*ul intenso.d. obre los dos tubos anteriores agregar gota a gota y agitando ; >=H &E

hasta que regrese al color" aunque más débil por la dilución" de la salcprica inicial que tiene como testigo.

e. $laborar una tabla como la de la parte H.& para consignar las observacionesy las explicaciones.

:. P%e/,nt!

:.1 $l indicador 8a*ul de bromo timolQ vira de color amarillo a a*ul en un intervalode p; entre D.' y R.D segn el equilibrio:



−¿+¿+ nd

¿

H!nd ↔ H ¿

Amarillo Azul

Kndique el color que tomará al agregar este indicador a una solución de p;:a. G.Sb. R.>c. R.Dd. T.'

:." Jué concentraciones de ;< y =;6 tendrá cada una de las soluciones de lapregunta D.&

:.# Bna solución de Fa=; tiene un p; de &'.T. )ual es la concentración engramos / litros de Fa=;.

:. )alcule el p; de una solución '.H @ de ;F=> si 0a H x &' 6H

:.: Bna solución de ácido metaarsenioso se ha preparado de tal %orma quecontiene >.&G gr de ácido / litro de solución. Al medir el p; de la solución resultaser de G.G. )alcule la constante de acide* !0a#.

PREIN&ORME.

Al %inali*ar el experimento" el equipo de traba7o experimental entregará un

prein%orme" debidamente encabe*ado con el nombre de la práctica" los nombresde los experimentadores" la %echa y hora" y que contenga lo siguiente:&. a consulta individual de riesgos y normas de seguridad sobre las sustanciasquímicas que utili*aría en la práctica y el diagrama de %lu7o sobre el desarrollo dela misma.>. as tablas solicitadas

IN&ORME.+ebidamente encabe*ado" como se indicó en el prein%orme" el equipo de traba7opresentará un in%orme que contenga lo siguiente:

&. as tablas que entregó en el prein%orme complementadas y corregidas.>. as respuestas a las preguntas.?. $xplicar si se alcan*aron o no a desarrollar las competencias propuestas.H. $scribir sus conclusiones acerca de las di%icultades y %ortale*as de esta

práctica en el proceso de aprendi*a7e y sobre la utilidad de la misma.

Documents

PRACTICA 6. Equilibrio Químico