Estudio De Los Conceptos De Equilibrio Químico Mediante Analogía Con Un Proceso físico

UNIVERSIDAD DE SONORA

Practica #1:

Estudio de los conceptos de equilibrio químico mediante analogía con un proceso físico

Materia:

Laboratorio de Equilibrio químico

Alumnas:

Corral Flores Laura S.

Perea Sánchez Alejandra

Carrera:

Químico Biólogo Clínico

febrero del 2013

OBJETIVO:

Demostrar el mecanismo a través del cual se alcanza el estado de equilibrio en un proceso físico, mediante la transferencia de liquidos entre dos recipientes; asimismo, establecer una analogía con el equilibrio químico, tal y como sucede entre reactivos y productos.

INTRODUCCION:

En un proceso químico, el equilibrio químico es el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sería el estado que se produce cuando una reacción reversible evoluciona hacia adelante en la misma proporción que su reacción inversa. La velocidad de reacción de las reacciones directa e inversa por lo general no son cero, pero, si ambas son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de las concentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina equilibrio dinámico.

En una reacción química, cuando los reactivos se mezclan en un recipiente de reacción (y con calefacción, si es necesario), la totalidad de los reactivos no se convierten en los productos. Después de un tiempo (que puede ser inferior a millonésimas de un segundo o mayor que la edad del universo), las reacciones opuestas, pueden alcanzar iguales velocidades de reacción, creando un equilibrio dinámico en el que la relación entre los reactivos y productos será fija. Esto se llama equilibrio químico.

El concepto de equilibrio químico fue desarrollado después de que Berthollet (1803) encontrase que algunas reacciones químicas son reversibles. Para que una reacción, tal como:

J.W. Gibbs sugirió en 1873 que el equilibrio se alcanza cuando la energía de Gibbs del sistema está en su valor mínimo (suponiendo que la reacción se lleva a cabo a presión constante). Lo que esto significa es que la derivada de la energía de Gibbs con respecto a la coordenada de reacción (una medida de la extensión en que se ha producido la reacción, que van desde cero para todos los reactivos a un máximo para todos los productos) se desvanece, señalando un punto estacionario. Esta derivada se suele llamar, por ciertas razones técnicas, el cambio de energía de Gibbs.5 Este criterio es a la vez necesario y suficiente. Si una mezcla no está en equilibrio, la liberación de la energía de Gibbs en exceso (o la energía de Helmholtz en las reacciones a volumen constante) es el "motor" que cambia la composición de la mezcla hasta que se alcanza el equilibrio. La constante de equilibrio se puede relacionar con el cambio de la energía libre de Gibbs estándar de la energía para la reacción por medio de la ecuación:

Donde R es la constante universal de los gases y T la temperatura.

Cuando los reactivos están disueltos en un medio de de alta fuerza iónica el cociente de los coeficientes de actividad se puede tomar como una constante. En este caso, el cociente de concentraciones es, Kc:

MATERIALES Y METODOS:

2 probetas de 100 ml

1 vaso de precipitado de 250 ml

1 pipeta de 10 ml

1 pipeta de 5 ml

Sustancia:

Una solución colorida

Técnica:

I.- analogía de un proceso físico con una reacción irreversible

1. En una probeta de 100 ml colocar aproximadamente 80 ml de una solución colorida.

2. Introducir una pipeta de 10 ml y se deja llenar libremente; después taparla, extraer y vaciar el líquido en un vaso de precipitados.

Leer el volumen remanente en la probeta y anotar su valor.

3. Repetir la operación anterior hasta que el volumen del líquido contenido en la probeta casi se haya agotado.

4. Graficar el numero de extracción realizada contra el volumen de liquido remanente en la probeta y resolver las analogías planteadas en el cuestionario.

5. Repetir todo el proceso anterior con la pipeta de 5 ml.

II. analogía con una reacción reversible (equilibrio dinámico)

1. Iniciar con una probeta vacía que contenga la pipeta de 5 ml y la otra de 80 ml de solución y una pipeta de 10 ml, llenar libremente y descargar el contenido de una probeta hacia la otra.

2. La operación de libre llenado e intercambio simultaneo de líquidos repetirlo hasta que el volumen de líquido remanente permanezca constante en ambas probetas.

3. Se debe anotar el volumen residual en cada extracción y graficar el número de extracción contra el volumen remanente en cada probeta. Con la grafica se debe elaborar una comparación con una reacción reversible y resolver el cuestionario.

RESULTADOS Y DISCUSIONES:

Primera analogía

(NOTA: muestra con pipeta de 10 mL. Primera muestra con pipeta dentro)

No. extracción Volumen remanente (mL) No extracción Volumen remanente (mL)

0 88 21 19

1 80 22 18.5

2 73 23 17.7

3 67 24 17

4 61 25 16.5

5 57 26 16

6 52 27 15.3

7 48 28 15

8 44 29 14.4

9 40 30 14

10 38 31 13.8

11 36 32 13

12 33 33 12.9

13 31 34 12.5

14 28 35 12.2

15 27 36 12

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