Laboratorio-equilibrio quimico

I. OBJETIVOS
• Estudiar algunas reacciones en las que se observa reversibilidad apreciable y con las probabilidades de controlar la extensión de la misma.
• Determinación cuantitativa de las especies presentes en un sistema en equilibrio
• Búsqueda de una expresión matemática que relacione las cantidades de las especies presentes en el equilibrio.

II. FUNDAMENTO TEORICO

Del estudio de laQuímica se conocen que las reacciones reversibles conducen al establecimiento del equilibrio químico y durante el cual, en el medio líquido o gaseoso, están presentes todas las sustancias: tanto las iniciales como las que se forman durante el proceso de la reacción.
El equilibrio químico se produce siempre que dos cambios exactamente opuestos ocurren a la misma velocidad dentro de un sistemacerrado. Por ejemplo, suponga que se desarrollan la reacción siguiente:
A + B C + D

Donde; A, B, C y D representan distintas sustancias que se encuentran en la mezcla de reacción .Para la reacción directa se puede escribir
V1 = K1 [A] [B]
Donde V1 es la velocidad de la reacción directa y K1 es el factor de proporcionalidaddenominando “constante de velocidad de reacción”
Suponiendo que los valores de [A] y [B]son iguales al mol/L, entonces:
V1 = K1
Del mismo modo, la velocidad de la reacción inversa (V2) se puede escribir como:
V2 = K2 [C] [D]
A medida que se desarrolla la reacción, la concentración de las sustancias de la reacción directa debe disminuir con el tiempo y la velocidad de la reacción inversa debeaumentar a partir de cero.
Al final ambas velocidades se igualan y durante el equilibrio:
V1 = V2
Sustituyendo en esta ecuación los valores se tiene que:
K1 [A] [B]= K2 [C] [D]

Reordenando términos en la igualdad anterior se tiene:
K1 / K2 = [C] [D] / [A] [B]
Y como la reacción entre dos constantes es otra constante por tanto, la expresión anterior queda como:
Kc = [C] [D] / [A] [B]Cuando existen coeficientes estequiométricos en la ecuación química, las concentraciones de los reactantes y productos deben ser elevadas a una potencia igual a dichos coeficientes.
aA + bB cC + dD

Kequi = [C]c[ D]d / [ A]a[ B]b

PRINCIPIO DE LE CHATELIER

El Principio de la Chatelier o alteración de la condición de equilibrio, puede ser enunciado como sigue: “Cuando unsistema en equilibrio está sujeto a una acción externa, el equilibrio se desplazará en la dirección que tiende a disminuir dicha acción”.
El Principio de le Chatelier, es aplicable a un sistema en equilibrio químico y establece que un sistema cerrado en desequilibrio momentáneo, responde para poder contrarrestar una perturbación, tal como un cambio de concentración, presión, temperatura, etc.
Ladeterminación de las concentraciones de las sustancias coloreadas se puede efectuar colorimétricamente.
Si se observa atentamente, un recipiente de vidrio conteniendo un líquido coloreado, como una infusión de té, se comprobará que la intensidad del color, mirando a través de las paredes laterales es menor que la intensidad de color que se aprecia mirando desde la superficie hacia el fondo. Estoes así porque la intensidad del color depende de la concentración de la sustancia coloreada y del espesor de la disolución.
Así, 1cm. de espesor de una solución coloreada 1M, aparecerá con la misma intensidad de color que un espesor de 2cm. de una solución 0.5M de la misma sustancia.
La concentración de dos disoluciones puede compararse, variando sus espesores relativos, hasta que la intensidadde color sea la misma. La relación de la concentración es inversa a la relación de los espesores.

Relación =

Obsérvese que este método suministra solamente valores relativos para las concentraciones. Para conseguir valores absolutos, debe emplearse una solución estándar de concentración conocida.
Para cada sistema existe una expresión matemáticamente...