Efecto De Los Cambios De Composición En El Equilibrio Químico
Páginas: 9 (2212 palabras)
Publicado: 7 de mayo de 2012
EFECTO DE LOS CAMBIOS DE COMPOSICIÓN EN EL EQUILIBRIO QUÍMICO
Objetivos
Mostrar el efecto que tienen los cambios en la composición de una reacción
Fundamento
El equilibrio termodinámico de un sistema simple (mezcla de sustancias) implica equilibrio mecánico (presión constante), equilibrio término (temperatura constante) y equilibrio químico (composición fija).
La segunda ley, alestablecer que cualquier proceso espontáneo debe ir acompañado de un aumento de la entropía total, indica una condición para el equilibrio ya que un sistema en equilibrio no puede experimentar un cambio espontáneo.
Para una presión y temperatura dadas y una reacción química genérica como:
La segunda ley de la termodinámica proporciona un criterio de equilibrio químico, ΔGreacción = 0, quedetermina a su vez la composición de la mezcla de sustancias. Un análisis riguroso del equilibrio nos conduciría a la siguiente ecuación:
ΔG0 reacción = - RT ln Kc
Donde ΔG0 reacción es la variación de la función de Gibbs para la reacción si ésta tuviese lugar hipotéticamente con reactivos y productos a condiciones estándar ( 1 bar concentración unidad). Mas importante, Kc es la constante deequilibrio que depende únicamente de la temperatura y está relacionada con la composición de equilibrio del sistema. Para el caso de una disolución, Kc puede relacionarse de modo aproximado con la concentración molar de reactivos y productos en la situación de equilibrio.
Estas y otras expresiones termodinámicas son de gran utilidad para predecir la composición de equilibrio. Pero son útilestambién para predecir la respuesta de un sistema en equilibrio químico si éste es cometido a pequeñas perturbaciones, es decir, a pequeños cambios en composición, temperatura, presión. De modo cualitativo, se suele enunciar el principio de Le Chatelier, diciendo que para un sistema en equilibrio, una perturbación desplaza el equilibrio químico en la dirección que tiende a contrarrestar laperturbación aplicada.
Empíricamente se observa que las condiciones de equilibrio para un proceso químico dependen únicamente de la estequiometria y no de todo el mecanismo por el cual se verifica el proceso.
En este orden de ideas, cualquier reacción química tiene una condición de equilibro característica a una temperatura determinada. Además, el estado de equilibrio de una reacción se alcanza cuandola velocidad directa es igual a la velocidad de la reacción inversa.
Así mismo, las concentraciones relativas de las especies presentes en el equilibrio solo dependen de la temperatura y están interrelacionadas por medio de una condición de equilibrio.
Finalmente, cuando se perturba el estado de equilibrio mediante un cambio en la concentración de una de las especies, las concentraciones delas demás variaran de forma que se vuelva a alcanzar el equilibrio en el nuevo equilibrio las concentraciones darán el mismo valor anterior de la constante de equilibrio Kc.
Cambio en la temperatura del sistema (Kc cambia)
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g); ΔH=92,3 kJ
Si se varía la temperatura del estado de equilibrio, se modifica el valor de la constante y, por tanto, las concentraciones detodas las sustancias.
Al aumentar la temperatura el sistema evoluciona de forma que absorbe parte del calor que se le suministra, y entonces se favorece la reacción inversa que tiene carácter endotérmico. Se desplaza hacia la izquierda.
Sustancias Utilizadas
Sustancia | Fórmula | Concentración |
Cloruro férrico | Fe Cl3 | 1 M |
Acido Clorhídrico | HCl | concentrado |
Cloruro de potasio| KCl | Q.P |
Cloruro de Calcio | CaCl2 | 0.1 M |
Agua destilada | H2O | |
Tiocianato de potasio | KSCN | 0.01 M |
Oxalato de sodio | (COONa)2 | 0.1 M |
MATERIAL
Nombre | Figura |
Tubos de Ensaye | |
Pinzas para tubo de ensaye | |
Gradilla | |
Vaso de Precipitados | |
Pipetas | |
Gotero | |
Desarrollo Experimental
Procedimiento | Observaciones |
1....
Objetivos
Mostrar el efecto que tienen los cambios en la composición de una reacción
Fundamento
El equilibrio termodinámico de un sistema simple (mezcla de sustancias) implica equilibrio mecánico (presión constante), equilibrio término (temperatura constante) y equilibrio químico (composición fija).
La segunda ley, alestablecer que cualquier proceso espontáneo debe ir acompañado de un aumento de la entropía total, indica una condición para el equilibrio ya que un sistema en equilibrio no puede experimentar un cambio espontáneo.
Para una presión y temperatura dadas y una reacción química genérica como:
La segunda ley de la termodinámica proporciona un criterio de equilibrio químico, ΔGreacción = 0, quedetermina a su vez la composición de la mezcla de sustancias. Un análisis riguroso del equilibrio nos conduciría a la siguiente ecuación:
ΔG0 reacción = - RT ln Kc
Donde ΔG0 reacción es la variación de la función de Gibbs para la reacción si ésta tuviese lugar hipotéticamente con reactivos y productos a condiciones estándar ( 1 bar concentración unidad). Mas importante, Kc es la constante deequilibrio que depende únicamente de la temperatura y está relacionada con la composición de equilibrio del sistema. Para el caso de una disolución, Kc puede relacionarse de modo aproximado con la concentración molar de reactivos y productos en la situación de equilibrio.
Estas y otras expresiones termodinámicas son de gran utilidad para predecir la composición de equilibrio. Pero son útilestambién para predecir la respuesta de un sistema en equilibrio químico si éste es cometido a pequeñas perturbaciones, es decir, a pequeños cambios en composición, temperatura, presión. De modo cualitativo, se suele enunciar el principio de Le Chatelier, diciendo que para un sistema en equilibrio, una perturbación desplaza el equilibrio químico en la dirección que tiende a contrarrestar laperturbación aplicada.
Empíricamente se observa que las condiciones de equilibrio para un proceso químico dependen únicamente de la estequiometria y no de todo el mecanismo por el cual se verifica el proceso.
En este orden de ideas, cualquier reacción química tiene una condición de equilibro característica a una temperatura determinada. Además, el estado de equilibrio de una reacción se alcanza cuandola velocidad directa es igual a la velocidad de la reacción inversa.
Así mismo, las concentraciones relativas de las especies presentes en el equilibrio solo dependen de la temperatura y están interrelacionadas por medio de una condición de equilibrio.
Finalmente, cuando se perturba el estado de equilibrio mediante un cambio en la concentración de una de las especies, las concentraciones delas demás variaran de forma que se vuelva a alcanzar el equilibrio en el nuevo equilibrio las concentraciones darán el mismo valor anterior de la constante de equilibrio Kc.
Cambio en la temperatura del sistema (Kc cambia)
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g); ΔH=92,3 kJ
Si se varía la temperatura del estado de equilibrio, se modifica el valor de la constante y, por tanto, las concentraciones detodas las sustancias.
Al aumentar la temperatura el sistema evoluciona de forma que absorbe parte del calor que se le suministra, y entonces se favorece la reacción inversa que tiene carácter endotérmico. Se desplaza hacia la izquierda.
Sustancias Utilizadas
Sustancia | Fórmula | Concentración |
Cloruro férrico | Fe Cl3 | 1 M |
Acido Clorhídrico | HCl | concentrado |
Cloruro de potasio| KCl | Q.P |
Cloruro de Calcio | CaCl2 | 0.1 M |
Agua destilada | H2O | |
Tiocianato de potasio | KSCN | 0.01 M |
Oxalato de sodio | (COONa)2 | 0.1 M |
MATERIAL
Nombre | Figura |
Tubos de Ensaye | |
Pinzas para tubo de ensaye | |
Gradilla | |
Vaso de Precipitados | |
Pipetas | |
Gotero | |
Desarrollo Experimental
Procedimiento | Observaciones |
1....
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.