Estudio Experimental Del Desplazamiento Del Equilibrio Químico De Un Sistema Redox

Proyecto 1: Equilibrio Químico

Problema 2: Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema redox

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

INTRODUCCIÓN

Equilibrio Quimico

Consideremos una reacción quìmica del siguiente tipo:

A + B + … C + …

Sin lugar a dudas el proceso dentro de una reacciòn quimica nos conduce a la formaciòn de productos. Es decir, que a partir de la influencia que se ejerce entre los reactivos del sistema de reacciòn, nos conduce a la obtenciòn de nuevos compuestos. Esto es, gracias a las interacciones entre las partìculas que participan en la reacciòn. Simultàneamente podemos considerar que para que se lleve a cabo este proceso se deben cumplir ciertas condiciones que nos permitan establecer parametros en el comportamiento de una reacciòn. El modelo que no puede ayudar a entender este proceso es la La Teoria de las colisiones que nos describe las reacciones en términos de colisiones entre las partículas reaccionantes (átomos, moléculaso iones). Svante Arrhenius sugirio que las moleculas deben poseer una determinada cantidad minima de energia cinética para reaccionar. La energía cinética es necesaria para impulsar los reactivos a productos.

A la barrera de energìa entre la molecula inicial y la energía mas elevada a lo largo de la trayectoria de la reaccion fue llamada “energía de activaciòn”. El arreglo especial de los àtomos que tienen la màxima energía, se denominan con frecuencia “complejo activado”o “estado de transición”

La conversiòn de productos a reactivos puede ser un proceso exotèrmico o endotèrmico. Esta energía se transfiere entre las molèculas a travès de colisiones. Existen 2 razones por las cuales una colisión puede no ser efectiva: Primero las moléculas pueden estar alineadas indebidamente. Segundo, la colisión puede ser tan suave que las moléculas reboten sin modificarse.

Las dos condiciones para que la colisiòn sea efectiva, son la necesidad de que las molèculas choquen con suficiente energía para iniciar el rearreglo de los enlaces y la otra condicion es la orientaciòn relativa de las molèculas durante sus colisiones, estas determinan si los átomos estan en la posiciòn adecuada para formar nuevos enlaces. Por consiguiente, el complejo activado: que es el ordenamiento inestable de átomos que sólo existe durante un momento en el transcurso de una reacción química, también es llamado estado de transición.

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Diagrama de energía para una reacción exotérmica Diagrama de energía para una reacción endotérmica

Por consiguiente y despues de haber colisionado las partìculas para la formaciòn de compuestos, se pretende llegar a un equilibrio químico, el cual se define como el estado en donde la velocidad de una reacción reversible en una dirección es igual a la velocidad en la dirección opuesta. Si el estado de equilibrio entre las sustancias se encuentra en la misma fase (mismo estado de agregaciòn)se tratarà de un equlibrio homogèneo, sin embargo, si el estado de equilibrio en tre dichas sutancias està en màs de una fase, entonces serà un Equilibrio heterogéneo

La ecuación química para una reaccción proporciona las relaciones estequiométricas entre los reactivos iniciales y los productos finales. El equilibrio es un estado dinámico y no estático. En el equilibrio las reacciones continúan tanto a la derecha como a la izquierda. No obstante, las concentraciones de reactivos y productos en solución permanecen constantes, por que en el equilibrio la velocidad de reacción hacia la derecha es igual que la velocidad de reacción hacia la izquierda.

En 1879, Guldberg y Waage formularon la generalización conocida con el nombre de la ley de acción de masas: la velocidad de reacción es proporcional a las masas activa de las sustancias reaccionantes. Donde la constante para un sistema en equilibrio es igual a una fracción en la cual el numerador es el producto de las concentraciones de las sustancias de la derecha de la ecuación química (productos), cada una elevada a una potencia igual a sus coeficientes en la ecuación química balanceada, y el denominador es el producto de las concentraciones de las sustancias de la izquierda (reactivos) de la ecuación química, cada una elevada a una potencia igual a sus coeficientes en la ecuación química balanceada.Un valor obtenido mediante el uso de concentraciones molares es mencionada con el símbolo K.

El valor númerico de K varía con la temperatura.

Sin embargo, pueden existir ciertos factores que nos modificaràn el equilibrio quìmico en una reacciòn al momento de someterla a la presencia de alguno de ellos. Por ejemplo, Si se aumenta la concentración de una sustancia, el equilibrio se desplazará en forma tal que disminuirá la concentración de la sustancia que se agregó. Por lo tanto, estaremos hablando de cambios de concentración.

En cambio,cuando aumenta la presión sobre una mezcla en equilibrio (o el volumen del sistema disminuye), la posición del equilibrio se cambia hacia la derecha. En forma alterna si se disminuye la presión ( o se aumenta el volumen), la posición de equilibrio se desplaza hacia la izquierda. Este factor es el ùnico que està en funciòn al nùmero de moles y con la condiciòn de que sòlo aplicarà para molèculas gaseosas dentro de un sistema (sea èste heterogèneo u homogèneo). Asi que los cambios seràn en la presiòn del sistema de reacciòn.Los cambios de temperatura se manifiestan de la siguiente manera :La reacción hacia la derecha es exotérmica y la reacción inversa es endotérmica. Aumentando la temperatura, siempre se favorece el cambio endotérmico y disminuyendo la temperatura, siempre se favorece al cambio exotérmico. Una disminución en la temperatura hace hace que la posición de equilibrio se desplace a la izquierda. En la presencia de un catalizador podemos observar que no afecta la posiciòn del equilibrio químico, puesto que un catalizador afecta igualmente las velocidades de la reacción hacia la derecha e inversa. Sin embargo, un catalizador hará que el sistema alcance el

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