EQUILIBRIO QUÍMICO DINÁMICO Y APLICACIONES AL PRINCIPIO DE LE CHATELIER

EQUILIBRIO QUÍMICO DINÁMICO Y APLICACIONES AL PRINCIPIO DE LE CHATELIER

OBJETIVOS:

• Identificar el equilibrio químico en sistemas reversibles, así como la influencia de la temperatura y concentración en la reacción.
• Observar el desplazamiento del equilibrio mediante el cambio en la concentración y fuerza iónica del sistema.
• Conocer la importancia del equilibrio químico en la vida profesional de un ingeniero químico.
• Desplazar un equilibrio químico con el cambio de concentración de alguna de sus especies.

DATOS

EQUILIBRIO QUÍMICO: UN EQUILIBRIO DINÁMICO

              AZUL

[pic 1]ROSADO

PARTE 1

1. EFECTO DE LA TEMPERATURA

Llevamos a cabo la primera parte del laboratorio tomando 1mL de solución rosada (previamente preparada) en un tubo de ensayo donde procedimos a calentar y enfriar de manera alternada. Donde se observó de manera inmediata el cambio en el color de la solución, presentando color azul al aplicar calor y color rosado en el sistema frío.

B. EFECTO EN LOS CAMBIOS DE CONCENTRACIÓN

Posteriormente, a un tubo de ensayo le añadimos 1mL de solución azul con 4 gotas de agua destilada y se logró percibir un cambio en el color del sistema, pasando a ser rosado. Seguidamente adicionamos unas gotas de cloruro de isopropanol, permitiéndonos regresar al color de la solución inicialmente.

Eventualmente, invertimos el proceso de manera que al segundo tubo de ensayo le agregamos 1mL de solución rosada y le adicionamos 13 gotas de cloruro, donde nos percatamos de un cambio a color azul en el sistema, y procedimos a adicionar 4 gotas de agua para volver al color rosado inicial.

C. EQUILIBRIO QUÍMICO

Tomamos dos tubos de ensayo y añadimos 1 ml de solución rosada a cada uno de estos, uno de ellos se calienta y cambia a color azul y posteriormente añadimos los dos tubos en agua a 55 °C, y observamos que los dos adquieren un color violeta y llegan al equilibrio químico.

APLICACIONES AL PRINCIPIO DE LE CHATELIER

PARTE A

[pic 2]

1. Tomamos 6 tubos de ensayo:

1. Tres tubos de ensayo: le añadimos una mínima cantidad de cromato de potasio + 3mL de agua.
2. Tres tubos de ensayo: le añadimos una mínima cantidad de dicromato de potasio + 3mL de agua.

2. Solución de cromato de potasio:

• Al primer tubo lo tomamos como referencia (solución amarilla)
• Al segundo tubo le añadimos 3 gotas de HCl. Esta solución se tornó naranja.
• Al tercer tubo le adicionamos 3 gotas de NaOH. Esta solución se tornó amarilla.

3.  Solución dicromato de potasio: 

• Al primer tubo lo tomamos como referencia (solución naranja).
• Al segundo tubo le añadimos 3 gotas de HCl. Esta solución se tornó color naranja.
• Al tercer tubo le agregamos 3 gotas de NaOH. Esta solución se tornó color amarillo.

4. Todas las soluciones obtenidas anteriormente se pasaron a un beaker y observamos que la solución resultante quedó color naranja. Posteriormente tomamos un 1mL de esta mezcla en un tubo de ensayo y le añadimos agua hasta evidenciar un color amarillo.

5. Posteriormente, tomamos dos tubos de ensayo:

• Al primer tubo que contenía cromato de potasio en solución se le adicionó 3 gotas de nitrato de bario. De manera que se pudo evidenciar una emulsión amarilla.

• El siguiente tubo de ensayo que contenía solución de dicromato de potasio en solución le añadimos una pequeña cantidad de nitrato de bario y no observamos ningún cambio.

6. Posteriormente, de las soluciones obtenidas en el numeral anterior, al sistema de cromato de potasio y nitrato de bario se le añadió  HCl (toma un color naranja con un precipitado amarillo en el fondo del tubo) y al sistema con dicromato de potasio y nitrato de bario se le adiciona NaOH (permitiendo formación de precipitado blanco y el sistema se torna amarillo).

PARTE B

[pic 3]

• Añadimos 2 ml de FeCl3 y 2 ml de KSCN, dividimos porciones iguales en 3 tubos de ensayo:

-El primer tubo lo tomamos de referencia.

-Al segundo le añadimos cristales de KSCN y observamos que la solución que se encontraba roja al añadir los cristales se torna a un color vino tinto oscuro.

-Al tercer tubo se le adiciona cristales de KNO3, de manera que pasó de tener un color rojizo a ser totalmente incolora.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

EQUILIBRIO QUÍMICO: UN EQUILIBRIO DINÁMICO

[pic 4]

Equilibrio del ion Co(II):  CoCl4-2    (solución azul) y  (Co(H2O)6)+2 (solucion rosada)

A. EFECTO DE LA TEMPERATURA

[pic 5]

Al tener la solución a baja temperatura ambiente se evidencia de color rosado debido la reacción entre los iones de cobalto es exotérmica, para perturbar el equilibrio entre las dos especies es necesario añadir HCl, agua o un cambio en la temperatura.

De manera que al aplicar calor ocurre un cambio instantáneo, donde el equilibrio se desplaza hacia el lado izquierdo, evidenciándose azul (parte endotérmica). Donde según el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplaza en el sentido contrario a donde se está aplicando el cambio.

B. EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN

Al agregarle agua a la solución azul, el equilibrio se desplaza al lado derecho y la solución se torna rosada debido a que estamos aumentando la concentración de uno de los reactivos de la solución azul (H2O), y al agregar cloruro de isopropanol a la solución rosada obtenida esta vuelve a desplazar su equilibrio al lado izquierdo y tornar color azul ya que estamos aumentando la concentración de uno de los reactivos de la solución rosada(Cl).

...