Laboratorio n 3 de fisicoquimica

Utilización del Valor de Energía Libre

Gonzalo Rojas Puentes
gonzalo.rojas.p@mail.pucv.cl
Boronín Tapia Pérez
boronin.tapia.p@mail.pucv.cl


RESUMEN: En este laboratorio se realizaron una serie de reacciones químicas entre diferentes nitratos y sales de sodio (NaCl, etc). Se observó si estas reacciones se llevaron a cabo o no, a través de cambios en ésta (Ej.: Precipitado) para luego explicaren base a cálculos de la energía libre de formación (Gibbs).


PALABRAS CLAVE: Energía libre de formación, espontaneidad, solvatación, reacción de precipitación.


1 INTRODUCCIÓN

La energía libre de Gibbs es una función de estado que no depende del camino recorrido de la reacción y depende de la cantidad de sustancia que se está estudiando (Función de estado Extensiva). Con esto podemos saberla espontaneidad de una reacción química a presión y temperatura constante, como también saber si se encuentra en equilibrio.
Estas condiciones se pueden saber a través del ∆G; si este es igual a cero, podremos decir que la reacción se encuentra en equilibrio, si es menor a 0, ésta es espontánea y si es mayor a 0 podemos decir q la reacción o proceso no lo es.

Después de estudiado este concepto,se aplicó a través de reacciones de precipitación; reacciones en disolución acuosa que forman un producto insoluble, (donde éste decanta y es llamado precipitado) para determinar la espontaneidad de las reacciones.


2 OBSERVACIONES

Todas las soluciones de los aniones utilizadas se encontraban en forma de sales de sodio y todas eran incoloras y completamente traslucidas. Cada una de ellas fuemezclada con los siguientes iones:

Para iones Ba2+

La solución de nitrato de bario era incolora. Al ser mezclada con NaCl se observó una solución translucida al igual que la mezcla con NaOH, con Na2SO4 en cambio se observó una precipitado blanco en el fondo del tubo de ensayo y un líquido blanco turbio sobre este y con Na2CO3 se observó una fase blanca que ocupó cerca de tres cuartos delvolumen y el resto era turbio blanquecino.



Para iones Ca2+

La solución de nitrato de calcio era incolora. Solo se observó precipitación y suspensión junto con el Na2CO3. Suspensión casi imperceptible con el NaOH, y nada de cambios frente a los otras 2 soluciones.

Para iones Mg2+

La solución de nitrato de magnesio era incolora. Se observó clara precipitación y suspensión con la adición deNa2CO3 y NaOH. Con las otras soluciones no se observó cambio a simple vista.

Para iones Cu2+

La solución de nitrato de cobre (II), es de color azul claro. Al ser mezclada con NaCl, no se observa cambio en el tubo de ensayo, de la misma manera sucede al mezclar este nitrato con sulfato de sodio.
Al mezclar nitrato de cobre (II) con carbonato de sodio, se forma una nebulosa densa de colorceleste claro, y al ser mezclado con hidróxido de sodio, se nota en el vaso de precipitado dos fases, la superior de color celeste muy claro y la inferior de un azul intenso.

Para iones Pb2+

El nitrato de plomo corresponde a una sustancia incolora. Todas las reacciones llevadas a cabo con nitrato de plata presentaron precipitados de color blanco y nebulosas de color gris.


Para iones Zn2+

En elcaso del zinc, no se observó cambio al ser mezclado con cloruro ni sulfato. Por otro lado se puede observar que al ser mezclado con carbonato, se forma un precipitado blanco de textura lechosa, y al ser mezclado con hidróxido forma también un precipitado blanco, que forma una especie de nebulosa dentro del tubo de ensayo.

Tabla 1: Resultados experimentales sobre la formación de precipitadoAniones
Cationes
Cl-
SO42
CO32
OH
Ba2+




Ca2+




Mg2+




Cu2+




Pb2+




Zn2+






Las reacciones están escritas según lo obtenido de manera experimental.

Ba(NO3)2(ac)+2NaCl(ac)BaCl2(ac)+2NaNO3(ac)(Ec.1)

Ca(NO3)2(ac)+2NaCl(ac)CaCl2(ac)+2NaNO3(ac) (Ec.2)

Mg(NO3)2(ac)+2NaCl(ac)MgCl2(ac)+2NaNO3(ac) (Ec.3)

Cu(NO3)2(ac)+2NaCl(ac)CuCl2(ac)+2NaNO3(ac) (Ec.4)...