Lab de equilibrio quimico

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CURSO: QUIMICA II
LABORATORIO Nº 1: EQUILIBRIO QUIMICO

1. OBJETIVO
Determinar la constante de equilibrio utilizando dos procedimientos y demostrar que su valor numérico no depende de la concentración inicial de los reactantes.
Evaluar las alteraciones del equilibrio.

2. TEORIA
Las reacciones químicas tienden a alcanzar un estado de equilibrio químico; que pueden caracterizarseespecificando su constante de equilibrio.
En el presente experimento el alumno determinará la constante de equilibrio de la reacción iónica:
Fe+3 + SCN-  FeSCN+2
ion férrico ion sulfocianuro ion sulfocianuro férrico
(marrón claro) (incoloro) (rojo oscuro)

cuya constante de equilibrio según la ley deacción de las masas es:

Kc = [ FeSCN+2 ] ……(1)
[ Fe+3] [ SCN-]

Para hallar el valor de Kc, se procederá de la siguiente manera :
1) Mediante el intercepto de una recta con el eje de ordenada cuyo valor es igual a -Kc.

Fe+3 + SCN-  FeSCN+2
Concentración inicial [ Fe+3 ]o [SCN-]o 0
Cambioconcentración -x -x +x
Conc. de equlibrio ([ Fe+3 ]o – x) ([SCN-]o) – x) x

Reescribiendo la ecuación (1), en función de x, se tendría:
Kc = x ……(2)
([ Fe+3]o – x ) ([ SCN-]o – x )

Es posible determinar x= [ FeSCN+2]eq mediante la Ley de Beer- Lambert :
X = A…(3)
ε b
donde:
A es la absorbancia de la solución en el equilibrio, medido en el colorímetro
ε es la absortividad molar(la absorbancia que tendría una solución 1M).
“b” es la distancia que atraviesa la luz en la cubeta o celda (1 cm)
De las ecuaciones (2) y (3), y asumiendo [ Fe+3]o >> x, obtenemos la recta:

Y = m X + a

1 = Kc ε b [ SCN-]o - Kc ….(4)
[ Fe+3]o AGraficando en papel milimetrado y = 1/[ Fe+3] vs x= [ SCN-]o / A, se obtiene el intercepto en “y” que es igual a -Kc

2) Otra forma de hallar Kc es a partir de la pendiente de la recta(4), para lo cual se hallará primero el valor de “ε” conociendo que b = 1.

Con ayuda de ε se determinará las concentraciones x = [FeSCN+2]eq de la ecuación (3) y mediante la ecuación (2) se volveráhallar nuevamente Kc.

Espectrometría
Si se ha observado alguna vez, con espíritu crítico, un vaso lleno de un líquido coloreado como es el caso del té, café, vino, etc., se sabe que la intensidad del color es mayor cuando más concentrado sea el líquido y también mayor cuando se mira el vaso transversalmente en comparación a la observada cuando se mira de arriba hacia abajo (por ello la celda ocubeta de medición debe de ser colocada en una sola posición siguiendo el triángulo como marca).

La espectrometría utiliza la luz para medir las concentraciones de las sustancias químicas. Cuando una muestra absorbe luz, la intensidad del haz de luz disminuye, y la intensidad radiante, I, se evalúa como energía por segundo por unidad de área del haz de luz.

La técnica consiste en hacer pasarun haz de luz por un monocromador (un prisma, una rejilla de difracción o un filtro ) que aísla una sola longitud de onda. Esta ultima, de intensidad radiante Io, incide sobre la muestra. La intensidad radiante del haz emergente es I, por tanto la muestra puede absorber una fracción de luz de manera que I  Io.

La transmitancia, T, se define como la fracción de la luz incidente que sale de lamuestra :
T = _I__
Io

Por lo tanto, T varía de cero a uno, la transmitancia porcentual es simplemente 100 e I e Io varían entre 0 y 100%
La absorbancia por otro lado, se define como:

A = log Io = - log T
I
Cuando no se absorbe luz, I = Io y entonces A = 0. Cuando se absorbe el 90% de la luz, 10% de ella se transmite, entonces:

T = 10...
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