Ley de acción de masas

Influencia de la temperatura en el equilibrio químico y reacciones reversible. Ley de acción de masas.

Objetivo:

En cada una de las reacciones a estudiar, encontrar cómo se puede, experimentalmente, provocar que el equilibrio se desplace hacia la derecha o hacia la izquierda.

Encontrar la relación entre la absorción o desprendimiento de calor en una reacción química, con el sentido en que se desplaza el equilibrio.

Introducción:

La ley de acción de masas establece que para una reacción reversible en equilibrio, a una temperatura fija, la relación entre el producto de las concentraciones de los productos y el producto de las concentraciones de los reactivos es una CONSTANTE. Es decir, para una reacción del tipo:

Es un número CONSTANTE denominado CONSTANTE DE EQUILIBRIO.

Nota: Como la concentración del agua en una solución acuosa permanece prácticamente constante, el término [H 2O] es una constante que no se escribe en la expresión algebraica, ya que puede considerarse parte de la constante

Principio de Le Chatelier

Si un sistema químico que en principio esté en equilibrio experimenta un cambio en la concentración, en la temperatura, en el volumen o en la presión parcial, variará para contrarrestar ese cambio.

Entre los factores que afectan al equilibrio químico podemos encontrar:

• Concentración

Si varía la concentración de un sistema que en principio está en equilibrio químico, en ese sistema variarán también las concentraciones de sus componentes de manera que se contrarreste la primera variación. Con respecto a su representación mediante una ecuación estequiométrica, diremos que el equilibrio se desplazará a un lado o al otro de esa ecuación.

Por ejemplo, si aumenta la concentración de yoduro de hidrógeno en la reacción representada así:

H2 + I2 ←→ 2 HI

Ocurrirá que habrá más yoduro de hidrógeno que se transforme en moléculas de hidrógeno y de yodo que lo contrario, y, según esa representación, diremos que esa reacción se desplazará a la izquierda.

• Cambio de temperatura

Si aumenta la temperatura en un sistema que en principio esté en equilibrio, ese sistema se reorganizará de manera que se absorba el exceso de calor; y, en la representación estequiométrica, diremos también que la reacción se desplazará en un sentido o en el otro.

Hay dos tipos de variación con la temperatura:

1. Reacción exotérmica: aquella reacción que libera o desprende calor.

Por ejemplo:

aA + bB ←→ cC + dD + Calor

En este caso se puede apreciar que si aumenta la temperatura habrá un desplazamiento del equilibrio hacia los reactivos (←); y, si disminuye la temperatura, habrá un desplazamiento hacia los productos (→).

2. Reacción endotérmica: aquella que absorbe calor.

Por ejemplo:

aA + bB + Calor ←→ cC + dD

En este otro caso, se aprecia que la disminución de temperatura afecta a los reactivos, de manera que se produce un desplazamiento del equilibrio hacia éstos (←). En cambio, si aumenta la temperatura, el equilibrio se desplazará hacia los productos (→).

• Cambio de Presión

Si se eleva la presión de un sistema de gases en equilibrio, la reacción se desplaza en la dirección en la que desaparezcan moles de gas, a fin de minimizar la elevación de presión. Por el contrario, si disminuye la presión, la reacción se desplazará en el sentido en que aumenten las moles totales de gas lo que ayudará a que la presión no se reduzca.

Resultados:

Experimento 1

Porción 1: Color inicial Naranja

Ecuación iónica balanceada

(Cr2O7)^2- + OH^-  (CrO4)^2- + H2O (Todo en disolución acuosa)

Color de la disolución al agregar base: Según el equilibrio al agregar base, el equilibrio se desplazaría hacía: Especie predominante en el equilibrio: Color de la especie predominante en el equilibrio:

Amarillo Productos (CrO4)^2- Amarillo

Color de la disolución al agregar el ácido: Según el equilibrio al agregar ácido, el equilibrio se desplazaría hacia: Especie predominante en el

...