Quimica 2

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ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIAINDUSTRIAL ASIGNATURA: 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. Determinar la concentración de ion sulfocianuro férrico de una muestra problema y del iónférrico usado en la solución de nitrato férrico. TEORIA Las reacciones químicas tienden a alcanzar un estado de equilibrio químico; que pueden caracterizarse especificando su constante de equilibrio. En el presente experimento el alumno determinará la constante de equilibrio de la reacción iónica: +3 +2 Fe + SCN  FeSCN ion férrico ion sulfocianuro ion sulfocianuro férrico (marrón claro) (incoloro)(rojo oscuro) cuya constante de equilibrio según la ley de acción de las masas es: Kc = [FeSCN ] +3 [Fe ] [ SCN ]
1 +2

2.

…(1)

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 [Fe ]o -x +3 ([ Fe ]o – x)
+3

+

Concentración inicial Cambio concentración Conc. de equlibrioSCN  [SCN ]o -x ([SCN ]o) – x)
-

FeSCN 0 +x x

+2

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

...(2)
2

Es posible determinar x= [FeSCN ]eq mediante la Ley de Beer- Lambert : x= A εb …(3)

donde: A es la absorbancia de la solución en el equilibrio, medido en el colorímetro ε es la absortividad molar(la absorbancia quetendría una solución 1M). “b” es la distancia que atraviesa la luz en la cubeta o celda (1 cm)
1

Spectrophotometric determination of an Equilibrium Constant. Online Lab System, USNA - General Chemistry Laboratory Manual. United States Naval Academy. Chemistry Departament. 2 Using Spectrophotometric Methods to Determine an Equilibrium Constant. Penn State Chemistry

De las ecuaciones (2) y (3),y asumiendo [ Fe ]o >> x, obtenemos la recta: Y 1 +3 [ Fe ]o = = m Kc ε b X [ SCN ]o A
+3 -

+3

+ -

a Kc ….(4)

Graficando en papel milimetrado y = 1/[ Fe ] 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 sedeterminará las concentraciones x = [FeSCN ]eq de la ecuación (3) y mediante la ecuación (2) se volverá hallar 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 vasotransversalmente en comparación a la observada cuando se mira de arriba hacia abajo (por ello la celda o cubeta 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 evalúacomo energía por segundo por unidad de área del haz de luz. La técnica consiste en hacer pasar un 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.
concentración 2 Con muestra concentración 1 Blanco donde Io = I I < I o
+2

-

Fuente de luz

Io
b celda con longitud de trayectoria, b, conteniendo la muestra

detector
Cuando la concentración se incrementa, la luz es menos transmitida, y más luz es absorbida.

I

La transmitancia, T, se define como la fracción de la luz incidente que sale de la muestra : T = _ I__ Io...
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