Yodacion fotoquimica del ciclohexeno

Universidad de Santiago de Chile Ingenieria Civil Quimica

Introducción

Durante esta experiencia se pretende determinar la constate de equilibrio y parámetros termodinámicos mediante la ecuación de la Energía Libre de Gibbs para la reacción de yodación fotoquímica del ciclohexano, además diferenciar experimentalmente una condición de equilibrio respecto a lavelocidad de reacción para esto se utilizará tres soluciones las cuales se diferenciaran una de otra por la concentración de yodo presente en cada una de ellas
1) Temperatura (33 °C)
Matraz 1: Keq = 28,25
Matraz 2: Keq = 35,82
Matraz 3: Keq = 22,73
2) Temperatura (15,5 °C)

Matraz 1: Keq = 64,79
Matraz 2: Keq = 64,96
Matraz 3: Keq = 49,92

3) Temperatura (5°C)
Matraz 1: Keq=108,7
Matraz 2: Keq= 162,69
Matraz 3: Keq= 109,1

Gráfico Matraz 1 ( Ln(K) vs 1/T(K) )
Ln(k) | 1/t |
3,342 | 0,00327 |
4,170 | 0,00346 |
4,690 | 0,003597 |
R² = 0.9986 |
M = 4136.98 |

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Gráfico Matraz 2 ( Ln(K) vs 1/T(K))
Ln(k) | 1/t |
3,58 | 0,00327 |
4,17 | 0,00346 |
5,09 | 0,003597 |

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Cuestionario:
a) ¿Cuál es la relación entre la ley de acción de masas y la constante de equilibrio?
La ley de acción de masas dice que la velocidad de reacción es proporcional a las concentraciones de las sustancias reaccionantes. Tenemos la siguiente ecuación:

Donde de acuerdo con la ley, la velocidad de reaccióndirecta seria: y la inversa seria . Al reaccionar A y B la reacción directa es más rápida al inicio, con forme progresa la reacción, las actividades entre A y B disminuyen debido a que se estan formando C y D simultaneamente y por ende la reaccion directa disminuye, lo que provoca que la reacción inversa aumente debido a las actividades que ocurren entre C y D para volver a formar A y B. Porende se produce un ciclo de formación entre ambas reacciones, pero llegará un momento en que ambas velocidades son iguales significa que el sistema alcanzó una condicion de equilibrio, en donde se deduce que :
Y por ende: donde se conoce como constante de equilibrio.

b) ¿Qué relación existe entre la energía Libre de Gibbs y la constante de equilibrio?
La capacidad de un sistema pararealizar trabajo útil se denomina como la Energía de Gibbs o la Energía libre de Gibbs la cual da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química a presión y temperatura constante, y se define de la siguiente forma:
∆G = ∆H – T∆S
Si ∆G es negativo, la reacción es espontanea en el sentido directo.
Si ∆G es cero, la reacción se encuentra en equilibrio.Si ∆G es positivo, la reacción no es espontanea lo que implica que se debe aplicar trabajo desde el entorno para que se lleve a cabo.
Tratándose de sistemas químicos, ∆G es  la variación de la energía libre de Gibbs de la reacción. En general DG = DG0 +RTlnQp donde DG0 es el valor a 25 °C y concentración 1 molar de todas la especies químicas involucradas en el proceso (presión parcial deuna atm en el caso de los gases) y Qp es el producto de las concentraciones molares (actividades) de las sustancias que se forman, dividido por el producto de las concentraciones molares (actividades) de las sustancias que reaccionan. Entonces en el equilibrio la concentración de los reactivos y productos es tal que ∆G=0 y tendremos que para la siguiente reacción:Esta relación permite evaluar la constante de equilibrio a partir de datos termodinámicos que aparecen en muchas tablas. Además permite estimar la magnitud de Keq. Si ∆G0 está muy próximo a cero quiere decir que la situación en la que los reactivos y productos tienen una concentración igual a 1 molar está muy próxima al equilibrio; es decir que la constante de equilibrio está...