Determinación de la constante de Equilibrio en una Reacción Homogénea

[pic 1][pic 2]

Universidad Michoacana De San Nicolás De Hidalgo

   Facultad De Ingeniería Química

“Laboratorio de Cinética Química”

Trabajo:

“Reporte Practica #1 Determinación de la Constante de Equilibrio en una Reacción Homogénea”

Profesor

M. C. María Teresa Reyes Reyes

Semestre: 06     Sección: 01

Morelia Michoacán a 26 de septiembre del 2019

Objetivo

Determinar la Constante de Equilibrio de una reacción química que ocurre en una sola fase.

Introducción

Es una reacción que nunca llega a completarse, pues se produce simultáneamente en ambos sentidos (los reactivos forman productos, y a su vez, éstos forman de nuevo reactivos). Es decir, se trata de un equilibrio dinámico.

Cuando las concentraciones de cada una de las sustancias que intervienen (reactivos o productos) se estabiliza, es decir, se gastan a la misma velocidad que se forman, se llega al Equilibrio químico.

[pic 3]

El equilibrio químico ocurre cuando, en una reacción reversible, la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa. Una vez alcanzado el estado de equilibrio, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes. Consideremos la ecuación genérica:

[pic 4]

Dónde:

: Velocidad de la reacción directa. [pic 5]

: Velocidad de la reacción inversa. [pic 6]

A principio  es lo máximo porque las concentraciones de A y B presentan valores máximos, mientras que  es igual a cero, porque C y D todavía no fueron formados. En la medida que la reacción ocurre, A y B disminuyen, C y D aumentan, por lo tanto,  disminuye y  aumenta, hasta que las dos velocidades se igualen. En el momento en que  =, podemos decir que el sistema logra el estado de equilibrio. Logrado el estado de equilibrio, la reacción química sigue ocurriendo (nivel microscópico) en los dos sentidos, con la misma velocidad y, por lo tanto, las concentraciones de reactivos y productos quedan constantes. Por eso, podemos decir que el equilibrio es un equilibrio dinámico.[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

Los equilibrios químicos pueden ser clasificados en homogéneos y heterogéneos. Equilibrio Homogéneo Es aquél en que todos los participantes se encuentran en una única fase. Por lo tanto, clasificamos el sistema como siendo homogéneo.

[pic 13]

Equilibrio homogéneo:

Para la reacción de equilibrio del yodo a su constante termodinámica exacta puede determinarse con una buena aproximación en el caso de la presente reacción por la expresión análoga que intervienen las concentraciones: [pic 14]

[pic 15]

 Para este tipo de reacción la actividad química está en función de las concentraciones y del coeficiente de actividad que para este caso es prácticamente uno por ello puede hacerse el cálculo de esta forma, el error que se introduce al hacer esta suposición es de aproximadamente el 1%. Para esto se comienza con una solución de yoduro de potasio conocida y se disuelve en yodo, con esto se establece el equilibrio anterior. La concentración total de yodo es igual al yodo en el tetra cloruro más el en la solución acuosa y esta es fácil de determinar con titulación de tiosulfato a la solución, es posible determinar las otras concentraciones en el equilibrio mediante las siguientes ecuaciones:[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Factores que afectan al equilibrio:

El equilibrio puede desplazarse por diversos factores, que podemos clasificar según afecten o no al valor de la constante termodinámica:

• Modifican el valor de la constante de equilibrio termodinámica:

• Temperatura.
• Presión.
• Naturaleza del disolvente.

• No modifican el valor de la constante de equilibrio termodinámica:

• Actividad del disolvente.
• Fuerza iónica.
• Reacciones laterales.

Equipos y reactivos.

Esta práctica se realiza en dos sesiones, por lo que se enlistará el equipo y los reactivos necesarios para cada una de ellas.

Primera parte:

Material

• 6 matraces Erlenmeyer de 125 mL con tapón.                        
• 1 Perilla de succión.
• 2 pipetas volumétricas de 2 mL.                                        
• 1 soporte universal.
• 2 pipetas volumétricas de 5 y 1 mL.                                         
• 5 buretas de 50 mL.                                                                    
• 5 vasos precipitados de 100 mL.

Reactivos

• Acetato de etilo.                                                          
• Agua destilada libre de CO2.    
• Solución de HCl 3 M.                                                                                  
• Etanol.
• Ácido acético glacial.

Segunda parte:

Material

• 1 soporte universal.
• 1 bureta de 50 mL.                                        
• 1 vaso de precipitados de 100 mL.

Reactivos

• Solución de NaOH 3M.                                                        
• Solución de fenolftaleína.

Pasos a Realizar en la Practica

[pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]

...