Determinación de la constante de equilibrio para una reacción homogénea

LABORATORIO DE QUÍMICA II

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO PARA UNA REACCIÓN HOMOGÉNEA

OBJETIVOS:
Afianzar los conocimientos acerca de las reacciones de neutralización.

Determinar la constante de equilibrio del ácido acético.


Adquirir destreza en el manejo y calibración del pH-metro.

Conocer la utilidad de los procesos de titulación y el montaje adecuado para surealización.

MARCO TEÓRICO
La constante de equilibrio es la expresión matemática de la ley de acción de masas. Esta ley establece que para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura
constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos
tiene un valor constante K (la constante de equilibrio).

la constante de equilibrio se define mediante un cociente,cuyo numerador
se obtiene multiplicando las concentraciones de equilibrio de los productos, cada




una de las cuales está elevada a una potencia igual a su coeficiente estequiométrico en la
ecuación balanceada. El denominador se obtiene aplicando este mismo procedimiento para las concentraciones de equilibrio de los reactivos.
La reacción de disociación de un ácido débil en agua se puederepresentar por la ecuación:
HX  +
La constante de equilibrio para esta reacción se escribe como:
Ka= H  / HX
En todo equilibrio ácido-base hay transferencias de protones tanto en la reacción directa como en la inversa. Para hallar la constante de equilibrio experimentalmente se debe medir usando un pH-metro la concentración de los iones cuando la reacción está en equilibrio.Está establecido que la concentración de es , por lo tanto si se conoce la concentración de este ión en la disolución se puede hallar la constante de equilibrio.
La valoración ácido –base tiene como finalidad determinar la concentración de un ácido o una base mediante la medida del volumen exacto del agente valorante con el que reacciona y del cual conocemos su
concentración. Las volumetríasácido-base consisten en una reacción de neutralización.
Para encontrar el equilibrio químico de la reacción, es necesario usar un indicador de pH, que es una sustancia que permite medir el pH de una solución. Habitualmente, se utilizan como indicador de las sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por laprotonación o desprotonación de la especie. Los indicadores más comunes son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
Para encontrar la constante de equilibrio del ácido acéticose realizaron dos métodos diferentes:
Primer Método:
En un vaso de precipitados se colocó la solución 0.10M de ácido acético y se realizó una medición con el pH-metro, luego se repitió el procedimiento pero con una solución de 0.010M de ácido acético.
Segundo Método:
En un vaso de precipitados se agregó 10.0mL de ácido acético 0.10M, más fenolftaleína y se tituló con NaOH 0.10M, después delpunto de equivalencia se añadió 10.0mL de la solución de ácido acético original y se midió el pH. Luego se efectuó el mismo procedimiento para la solución 0.010M de ácido acético y se registraron los datos. Se realizó dos titulaciones para cada una de las dos concentraciones diferentes del ácido acético.
DATOS Y CÁLCULOS
Primer Método:
Tabla 1. Medición del pH de 2 soluciones ácido acéticoConcentración (M)
pH
0.10
2.90
0.010
3.34

Constante de equilibrio del ácido acético para la solución 0.10M:

 =
 =
 = 1.26 x M

CCOOH CCO +
Ka=
Ka=
Ka= 1.61 x
Constante de equilibrio del ácido acético para la solución 0.010M:
 =
 = 4.57x
Ka=
Ka= 2.19 x

Segundo Método:
Tabla 2. Titulación del ácido 0.10M acético con NaOH 0.10M.
Muestra de CCOOH...