Determinació De La Constant D’Equilibri D’Una Reacció En Solució

DETERMINACIÓ DE LA CONSTANT D’EQUILIBRI D’UNA REACCIÓ EN SOLUCIÓ
Pau Guillamat Bassedas

1. Resum de la pràctica

Aquesta pràctica consisteix en determinar experimentalment la constant d’equilibri de la reacció d’esterificació de l’acetat d’etil a partir de l’àcid acètic i l’etanol. Per això, caldrà preparar vuit mescles amb diferents quantitats de reactius i/o de productes i amb unadeterminada quantitat d’àcid (igual per a totes les mescles) per tal de catalitzar la reacció.

Un cop tinguem les mescles preparades caldrà esperar un temps mínim de quinze dies abans d’analitzar les mostres per assegurar-nos que han assolit l’equilibri. Passat aquest temps procedirem a valorar una certa quantitat de cada una de les vuit mescles per tal de conèixer els mols de protons existents acadascuna d’elles. A partir d’aquesta dada podrem calcular els mols d’àcid acètic que no han reaccionat i amb l’ajut del balanç de la reacció, els mols de la resta d’espècies, tenint així tots els valors necessaris per a calcular la constant d’equilibri termodinàmica experimental.

Abstract

This practical consists of determining the ethyl acetate’s sterification reaction equilibrium constant fromacetic acid and ethanol. We need to prepare eight mixtures with different amount of reagents and/or products and with a definite volume of acid (the same for all mixtures) to catalyze the reaction.

Once we have prepared these mixtures we should wait a minimum of fifteen days before analyzing our samples to ensure that they have reached the equilibrium. After this time we will titrate a certainvolume of our solutions in order to determine the number of moles of protons that the mixtures contain. From this information we are able to calculate the number of moles of the non-reacted acetic acid and using the reaction’s balance, we can calculate the number of moles of the other substances too. These are all the values we need to calculate the experimental thermodynamic equilibriumconstant.

2. Introducció i objectius:

La immensa majoria de les reaccions químiques són reversibles, és a dir, els productes que s’originen són capaços de reaccionar entre ells i donar de nou els reactius inicials. Si els reactius i productes es troben en el mateix medi de reacció, les dues reaccions tenen lloc simultàniament en el mateix medi i el sistema tendirà a evolucionar cap a una situaciód’equilibri.

L'estat d'equilibri químic d'una reacció reversible és l'estat final del sistema en què les velocitats de reacció directa i inversa són iguals i les concentracions de les substàncies que hi intervenen romanen constants.

En aquest moment, encara que transcorri molt de temps, les condicions d'equilibri no varien mentre no es modifiquin les condicions externes del sistema. No obstant,tot i que les propietats macroscòpiques del sistema es mantindran invariables amb el temps, a nivell microscòpic, les molècules continuen reaccionant i és per això que es diu que l'equilibri químic és un equilibri dinàmic.

A partir de l’estudi d’un conjunt de reaccions, els químics noruecs Cato Guldberg (1836-1902) i Peter Waage (1833-1900) van establir l’any 1864 la llei d’acció de masses ollei d’activitats, basant-se en que per què una reacció pugui estar en equilibri, les velocitats de la reacció directa i inversa han de ser iguals:

aA + bB [pic]cC + dD

Velocitat de reacció directa = K+{A}a{B}b
Velocitat de reacció directa = K-{C}c{D}d

K+({A}a)eq({B}b)eq = K-({C}c)eq({D} d)eq

La relació entre les constants de velocitat de les reaccions directa i inversa és el quedenominem constant d’equilibri (Kc):

[pic]

Si la reacció tingués lloc en fase líquida, les activitats es podrien expressar en l’escala de concentracions molars ja que suposant comportament ideal, activitat és igual a concentració (coeficient d’activitats (γ) = 1):

[pic] [pic]

La constant d’equilibri (Kc) és una propietat característica de cada reacció química i només depen de la...