Diseño Experimental

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

LABORATORIO DE CIENCIA BASICA II

Diseño Experimental:

Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema de doble desplazamiento o metátesis.

Equipo: Astudillo Nateras Ricardo

Martínez Martínez Blas

Montes de Oca Barrera Fabiola

Grupo: 2201

Carrera: Ingeniería Química

Profesor: Juan Chiu Chan

Fecha de entrega: 12 de febrero del 2014

Indicé

Pag.

Planteamiento del problema……………………………………………………...3

Introducción…………………………………………………………………………..3

Objetivos……………………………………………………………………………….4

Variables……………………………………………………………………………….4

Hipótesis………………………………………………………………………………..4

Método………………………………………………………………………………...5

Resultados……………………………………………………………………………..6

Anexos………………………………………………………………………………….6

Diagrama ecológico………………………………………………………………19

Glosario……………………………………………………………………………….20

Referencias…………………………………………………………………………..20

Planteamiento del problema

Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema de doble desplazamiento o metátesis.

Introducción

En este experimento se llevara a cabo un sistema de metátesis que se define como una reacción de desplazamiento doble o de doble sustitución, en el que los iones intercambian parejas, por lo que se llegara a un modelo matemático de Y= mx + b, debido a que origen hasta el último valor en línea recta.

Nuestro objetivo es llegar a ver si hay un desplazamiento del equilibrio en el sistema de metátesis en un medio acuoso, por lo que se tendrá que utilizar distintas reacciones de doble sustitución.

Para poder entender el problema se debe deben de definir los conceptos más importantes para que a su vez se entienda lo que se llevara a cabo y son:

• El equilibrio químico: es el estado en el que la velocidad de un proceso hacia adelante es igual a la velocidad de un proceso inverso, cuando se desarrollan de manera simultánea. Como la velocidad de las reacciones es la misma la concentración de las especies participantes no cambia, de igual manera, n el estado de equilibrio no se observan, cambios físicos mientras transcurre la reacción.

• Principio de Le Chatelier: Cuando un sistema que se encuentra en equilibrio dinámico, es perturbado por una variación de presión, temperatura, volumen o cantidad de alguno de los componentes, el sistema pierde su estado de equilibrio; sin embargo el mismo sistema se desplaza de tal forma que minimiza el efecto de dicha perturbación hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio. Este principio es equivalente a la Ley de las masas.

• La ley de las masas también se le conoce como ley de acción de masas establece que para una reacción química reversible en equilibrio a una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos, tienen un valor constante. La ley fue enunciada en 1867 por Guldberg y Waage, y debe su nombre al concepto de masa activa.

En una reacción química elemental y homogénea, cuando el cambio de energía libre de Gibbs.

debe cumplirse que

En equilibrio donde la constante de equilibrio Keq

OBJETIVOS

a) General

Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema de metátesis en medio acuoso y algunos factores que lo modifican.

b) Particulares

• Preparar disoluciones molares con base en las propiedades de los reactivos.

• Escribir y balancear la ecuación química del sistema

• Describir las propiedades fisicoquímicas de los componentes del sistema

• Describir el sistema química y fisicoquímicamente

• Establecer la ley de acción de masas para el sistema

• Estudiar el desplazamiento del Equilibrio Químico en función de la concentración

• Estudiar el desplazamiento del equilibrio Químico en función de la temperatura

• Analizar el desplazamiento del equilibrio químico del sistema con base en la estequiometria, la ley de acción de mamas y el principio de Le Châtelier

VARIABLES

Variable independiente: Concentración

Variable dependiente: Equilibrio químico

Variables extrañas: Temperatura y concentración

HIPOTESIS

a) La relación existente entre el equilibrio químico y la concentración es directamente proporcional ya que al aumentar la concentración de los reactivos, el equilirbio quimico aumenta por igual.

b) Modelo Matemático: y=m+bx

METODO

• Sujeto de estudio: Equilibrio Químico

• Aparatos de medición, equipo y reactivos

Material Equipo Reactivos

Vasos de precipitado Balanza analítica Cloruro Férrico (FeCl3)

Agitador de vidrio Cloruro de amonio (NH4Cl)

Vidrio de reloj Tiocianato de potasio (NH4SCN)

Espátula

Matraces aforados

Tubos de ensayo

Termometro

Pinzas para tubos de ensayo

Tripie

Mechero de Bunsen

Tela de asbesto

Probeta graduada

Propipeta

Pipeta graduada

• Disoluciones de reactivos analíticos

1.- Disolución de FeCl3:

-50 ml

-0.1M

-1.39g de FeCl3 a una solución acusa de 50ml

2.- Disolución de NH4SCN:

-50 ml

-0.1 M

- 0.39 g de NH4SCN a una solución acuosa de 50ml

3.- Disolución de NH4CL:

-50 ml

-1.0 M

-2.68 g de NH4Cl a una solución acuosa de 50ml

• Procedimiento experimental

1.- Realizar los cálculos químicos para saber los gramos que se deben agregar a la disolución acuosa según el reactivo y su concentración (0.1M Y 1.0M)

2.- Una vez obtenidos los gramos que necesitan agregarse a la solución, preparar las soluciones con agua destilada y agitar con ayuda de la varilla de vidrio.

3.- Mezclar con ayuda del matraz aforado

4.- Ya preparadas las soluciones, mezclar 3ml de NH4SCN con 1ml de FeCl3

5.- Preparar agua caliente a 85° con ayuda del tripie, la tela de asbesto y el mechero de Bunsen

6.- Añadir 100ml de agua a la mezcla del paso 4 con ayuda de una probeta de 100ml, y repartirla en 4 vasos de precipitados,

7.- Numerar los vasos de precipitados para tener una referencia más exacta.

8.- Agregar 1ml de solución 0.1M de FeCl3 al vaso 2

9.- Agregar 1ml de solución 0.1M de NH4SCN al vaso 3

10.- Agregar 1ml de solución 1.0M de NH4Cl al vaso 4

11.- Verter las soluciones obtenidas en tubos de ensayo diferentes y colocarlos en un vaso de precipitado de 1L con hielos para enfriar los tubos con las soluciones.

12.- Después de enfriar los tubos y observar el cambio que presenta, colocar los tubos de ensayo en el baño de agua caliente que se preparó en el paso 5 y dejarlos reposar durante 2 minutos con ayuda de las pinzas para tubos de ensayo.

13.- Observar los cambios que presenta la mezcla final.

9.- RESULTADOS

Las observaciones que se harán durante la experimentación se irán registrando en una tabla como la propuesta a continuación:

Reactivo inicial (características físicas) Cantidad del reactivo inicial Reactivo con el que se hará reaccionar Cantidad del reactivo complementario Características después de la reacción Características físicas a 85°C

Características físicas a 2° C

10.- ANEXOS

a) hoja de seguridad del NH4SCN

TIOCIANATO DE AMONIO

1. Identificación de la sustancia o del preparado y de la sociedad o empresa

Identificación de la sustancia o del preparado

Artículo número: 2361

Denominación: Tiocianato de Amonio p.a. ACS, ISO, Reag. Ph Eur

Utilización de la sustancia/preparación

Producción y análisis farmacéuticos

Denominación de la empresa

Empresa: Favela Pro, S.A de C.V.

* Cerro Agudo, Mocorito, Sinaloa. * Tel: (673) 734-8001 y (673) 734-8003

2. Composición/información sobre los componentes

Sinónimos: Amonio rodanuro, Amonio sulfocianuro

Nr.-CAS: 1762-95-4 Número de índice CE:615-004-00-3

PM: 76.12 g/mol Número CE: 217-175-6

Fórmula molecular:CH4N2S (según Hill) Fórmula química:NH4SCN

3. Identificación de peligros

Nocivo por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel. En contacto con ácidos libera gases muy tóxicos.

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