4 EQUILIBRIO QUÍMICO y Aplicaciones Del Principio de Lechatelier

EQUILIBRIO QUMICO

INDICE:1INDICE:

21.- Objetivos:

22.- Fundamento Terico:

33.- Parte experimental:

33.1.- Experiencia N1: Sistema en equilibrio, ion cromato ion dicromato (principio de Le Chatelier)

3a) Observaciones:

3b) Diagrama de flujo:

3c) Concusiones:

43.2.- Experimento N2: Reversibilidad entre el nitrato de hierro y el tiocianato de potasio

4a) Datos:

4b) Observaciones:

4c) Reacciones qumicas:

4d) Diagrama de flujo

5e) Conclusiones

53.3.- Experimento N3: Determinacin de la constante de equilibrio

5a) Datos:

5b) Observaciones:

5c) Reacciones qumicas:

5d) Clculos:

8e) Diagrama de flujo

8f) Conclusiones

94.-Cuestionario:

125.- Bibliografa

EQUILIBRIO QUMICO

y aplicacin del principio de Le Chatelier

1.- Objetivos:

- Comprender y analizar experimentalmente la aplicacin del principio de Le Chatelier.- Determinacin cuantitativa de la constante de equilibrio en un sistema en equilibrio.2.- Fundamento Terico:

Equilibrio:

Las reacciones qumicas reversibles se desarrollan hasta alcanzar un estado de equilibrio qumico definido como aquel en el cual no se puede apreciar un nuevo cambio en la composicin del sistema en el transcurso del tiempo, siempre que no se alteren la temperatura y/ o presin. El estado de equilibrio qumico es de naturaleza dinmica, es decir que, la reacciones directa e inversa se producen simultneamente a la misma velocidad en el equilibrio.

Reacciones reversible:

Es probable que todas las reacciones qumicas puedan producirse en ambos sentidos, pero en muchos casos la magnitud de la reaccin inversa es tan insignificante que puede ignorarse.

Cuando las condiciones son tales que, tanto la reaccin directa como la inversa pueden producirse en magnitud apreciable, el proceso se describe como una reaccin reversible.

Desplazamiento del equilibrio. Principio de Le Chatelier.

El principio de Le Chatelier es de gran ayuda en el estudio de los equilibrios qumicos, porque permite pronosticar la respuesta cualitativa de un sistema a los cambios de las condiciones externas como presin, temperatura, concentracin.

Este principio establece que si un sistema en equilibrio es sometido a una perturbacin que modifica a cualquiera de los factores que determinan el estado de equilibrio (presin, temperatura, concentracin) el sistema reaccionar de manera que anular en lo posible el efecto de ese cambio.

3.- Parte experimental:

3.1.- Experiencia N1: Sistema en equilibrio, ion cromato ion dicromato (principio de Le Chatelier)a) Observaciones: 0.1MColor Amarillo

0.1MColor anaranjado

Observaciones

(1) (2)Tanto 1como 2 amarillo

(3) (4)Tanto 3como 4 anaranjado

(5) (6)Tanto 5 como 6 amarillo

(7) (8)Tanto 7 como 8 anaranjado

b) Diagrama de flujo:

c) Concusiones:

Se concluye que no reaccionan en bases fuertes ni en bases dbiles.

Los reaccionan con bases fuertes y dbiles.

Los reaccionan con cidos fuertes y dbiles.

Los no reaccionan con cidos fuertes y dbiles.

3.2.- Experimento N2: Reversibilidad entre el nitrato de hierro y el tiocianato de potasioa) Datos:

Tubo EstndarTubo 2Tuno 3Tubo 4

Soluciones de:20 ml H2O20 ml H2O20 ml H2O20 ml H2O

2 ml SCN- 0.002M2 ml SCN- 0.002M2 ml SCN- 0.002M2 ml SCN- 0.002M

2 ml Fe+3 0.2M2 ml Fe+3 0.2M2 ml Fe+3 0.2M2 ml Fe+3 0.2M

Aadimos:2 ml SCN- 0.002M2 ml Fe+3 0.2MKCl(s)

b) Observaciones:

- El tubo estndar es de color anaranjado transparente.- El tubo 2 presenta una coloracin mas intensa, a comparacin con el tubo estndar.- El tubo 3 presenta la misma coloracin que el tubo estndar.

- El tubo 4 tiene una coloracin ms clara que la del tubo estndar.c) Reacciones qumicas:

d) Diagrama de flujo

e) Conclusiones

- De las observaciones podemos concluir que el SCN- es el reactivo limitante y el Fe+3 es el reactivo en exceso.- Concluimos la reversibilidad de la siguiente reaccin.

3.3.- Experimento N3: Determinacin de la constante de equilibrioa) Datos:

Tubo EstndarTubo 2Tuno 3Tubo 4Tubo 5

Soluciones de:5 ml SCN-0.002M5 ml SCN-0.002M5 ml SCN-0.002M5 ml SCN-0.002M5 ml SCN- 0.002M

5 ml Fe+3

0.2M5 ml Fe+3

0.08M5 ml Fe+3

0.032M5 ml Fe+3

0.0128M5 ml Fe+3 0.00512M

Altura (cm)7.47.47.47.47.4

Estndar 1-2Estndar 1-3Estndar 1-4Estndar 1-5

Altura del tubo estndar luego de la Colorimetra (cm)7.206.403.922.40

b) Observaciones:

- El color que presenta el tubo estndar es rojo sangre de mayor intensidad que el tubo 2, y este a su ves que el tubo 3 y as hasta el tubo 5.c) Reacciones qumicas:

d) Clculos:

Tubo N (i)Relacin de alturas

InicialEquilibriok

eq

1 Estndar-----0.001 M0.1M

[Fe3+]-[FeSCN2+][SCN-]-[FeSCN2+]

20.9730.001 M0.04 M

922.438

30.8650.001 M0.016 M

422.857

40.5300.001 M0.0064 M

191.888

50.3240.001 M0.00256 M

214.700

*:

* :

- Tubo estndar:

- Tubo 2:

- Tubo 3:

- Tubo 4:

- Tubo 5:

**

- Tubo estndar: =0.001M; es igual a la concentracin del SCN-- Tubo 2:

- Tubo 3:

- Tubo 4:

- Tubo 5:

Promediamos las constantes K, y obtenemos la constante de equilibrio:K=437.971

NOTA:

e) Diagrama de flujo

f) Conclusiones

- Toda reaccin en su estado de equilibrio presenta una constante de equilibrio q relaciona las concentraciones de los reactantes y los productos.- La constante de equilibrio es positiva por lo q decimos q la concentracin de el producto es mayor y hacia los productos (directa) es la direccin de la reaccin.

- La formula:

4.-Cuestionario:1.- Haga una descripcin del proceso Haber empleado en la fabricacin industrial del amoniaco, y la importancia que tiene el equilibrio qumico en la realizacin del proceso.

- El procedimiento de Haber-Bosch: la unin de nitrgeno e hidrgeno a presin y temperaturas elevadas y en presencia de un catalizador para dar amoniaco,

C. Bosch escogi entre todas las posibles condiciones de reaccin el trabajar a una presin de 200 atm y a una temperatura mxima de 550 C. El posterior desarrollo de esta industria demostr durante muchos aos que estas condiciones eran las ptimas condiciones de trabajo.

Para la obtencin del hidrgeno, C. Bosch se decant por el proceso del gas de agua, empleando para la gasificacin el coque de hulla como materia prima. El nitrgeno, en la cantidad correspondiente a la proporcin estequiomtrica de la reaccin, lo obtuvo a partir del aire.

La dificultad principal en la obtencin del hidrgeno est en la eliminacin del monxido de carbono obtenido como subproducto. Es importante su eliminacin ya que los gases que van a reaccionar deben estar lo ms puros posible con objeto de no acortar la vida del catalizador. Bosch realiz la eliminacin por el llamado mtodo de conversin del gas de agua, que convierte previamente el CO en CO2. Adems desarroll un sistema de lavados con lejas cuprferas que permitan la absorcin de estos xidos del carbono.

2.- A 25C la constante de equilibrio Kc de la siguiente reaccin vale 4,66x 10-3. Si se inyectan0.8 moles de N2O4 en un recipiente de 1,0 litro a 25C. a)Cules sern la concentraciones de equilibrio de ambos gases?. b)Cules sern la nuevas concentraciones de equilibrio si se disminuye el volumen a la mitad y se mantiene la misma temperatura?

Sea la reaccin:

Al inicio:

0.8moles 0 moles

Se consume: X moles - -

Se produce:

-- 2X moles

En equilibrio: (0.8-X) moles 2X moles

Debido a que el volumen es un litro, las concentraciones en el equilibrio seran las siguientes:

(0.8-X) ; 2X

Utilizando Kc del dato del problema:

4,66x 10-3 = X = 0,029moles

= 0,77.

= 0,06.

- Debido a que el volumen disminuye a 0,5 litros, las concentraciones en equilibrio sern:

y 4X por lo tanto:

4,66x 10-3 =

EMBED Equation.3

X = 0,021moles

= 1,558 y = 0,084

3.- Influencia de la temperatura sobre la constante de equilibrio y determine la expresin cuantitativa que relacione la constante de equilibrio Kp con la temperatura.

- Se sabe que los cambios de concentracin, presin, volumen, pueden alterar la posicin del equilibrio, pero no modifican el valor de la constante de equilibrio, sin embargo, el valor de la constante de equilibrio solo se altera con los cambios en la temperatura.

- Sea el siguiente sistema donde los gases tiene un comportamiento ideal.

aA(g) + bB(g) cC(g) + dD (g)Se sabe que:

Kc = . (1)

Kp = .. (2)

De la ecuacin universal de gases ideales tenemos:

Anlogamente:

Reemplazando en la expresin (2) tenemos:

Kp=

Kp = Kc (RT)(c+d)-(a+b)Kp = Kc(RT)

Donde:

: (c+d)-(a+b)

R : 0.082

5.- BibliografaRaimond Chang Qumica Pg. 562-588www.wikipedia.com

EMBED Equation.DSMT4





EMBED Equation.3



EMBED Equation.3


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4 EQUILIBRIO QUÍMICO y Aplicaciones Del Principio de Lechatelier

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