Composicion De Equilibrio

EXPERIMENTO NO. 1 DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN DE EQUILIBRIO

Elaboró:

M. E. Q. Juan José Solís Zavala.

Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, 15 de febrero de 2011.

RESUMEN.

En este trabajo se obtiene la composición de equilibrio mediante el método físico de la medición del volumen de gas bióxido de carbono producido en la reacción, para lo cual se hace reaccionar en un sistema cerrado bicarbonato de sodio y ácido clorhídrico ligeramente en exceso con respecto a las moles del reactivo limitante sólido alimentado, con el propósito obtener la composición de equilibrio y de analizar la importancia de los balances de materia en procesos con reacción química.

OBJETIVO:

Valore la composición de equilibrio y su importancia para los balances de materia en procesos con reacción química.

TEORÍA:

El equilibrio químico de un sistema en reacción se logra cuando las propiedades termodinámicas del sistema se hacen independientes del tiempo; es decir si se mide la concentración que adquiere el sistema cuando se logra el equilibrio químico, ésta permanece constante y no se modifica aunque transcurra el tiempo. La composición del sistema en ese preciso momento corresponde a la composición de equilibrio. Este modelo de equilibrio químico solo se aplica a reacciones reversibles.

Se puede obtener la composición de equilibrio de una reacción química que produce un gas, midiendo la presión total del gas si se trabaja en un sistema a volumen constante; el volumen o la masa del gas producido, si se puede confinar en un recipiente de volumen variable. Para lograr lo anterior, es necesario determinar la eficiencia de la reacción que produce el gas con: la presión total del sistema, el volumen o masa de gas producido durante la reacción, cuando el sistema alcanza el equilibrio químico.

Si se conoce la ecuación estequiométrica se puede calcular las moles teóricas que deberán producirse, donde la eficiencia de la reacción (η) estará dada por:

η= n_r/n_t x 100

Donde:

n_r: Moles de gas producidas,

n_t: Moles teóricas que deberían producirse.

Conocida la eficiencia de la reacción mediante un balance de materia se puede obtener la composición de equilibrio.

Para realizar el estudio se pueden emplear como reactivos, carbonato de calcio (cascarón de huevo blanco) o bicarbonato de sodio, para hacerlo reaccionar con ácido clorhídrico o ácido acético.

El volumen del gas producido se puede medir por el desplazamiento del agua contenida en una probeta y la presión total del sistema con un manómetro de tubo en “U”, si se conoce la presión atmosférica del lugar.

Si se supone comportamiento ideal se pueden calcular las moles producidas durante la reacción; con la ecuación del gas ideal. Un gas se comporta de manera ideal, si se encuentra a baja presión y cumple con el modelo:

PV = nRT

Donde:

P: presión.

V. volumen.

T: temperatura absoluta.

n: número de moles.

R: constante universal de los gases.

Con la cantidad de moles de producto obtenido por estequiometría se determina la eficiencia de reacción y con un balance de masa la composición de equilibrio.

METODOLOGÍA.

Materiales. Sustancias.

I Probeta graduada de 500 ml. Carbonato de calcio (cascarón de huevo)

2 Pinzas universales. Bicarbonato de sodio.

1 Matraz balón fondo plano 100 ml. Ácido clorhídrico.

1 Termómetro.

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