Fijar el concepto de equilibrio químico mediante el estudio experimental de distintas mezclas de reacción..

PRACTICA: EQUILIBRIO QUIMICO. PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER

OBJETIVOS

• Fijar el concepto de equilibrio químico mediante el estudio experimental de distintas mezclas de reacción.
• Observar cómo se modifica el estado de equilibrio alterando condiciones tales como concentración de las sustancias implicadas y temperatura.

En esta práctica el alumno comprobará el principio de Le Châtelier aplicado a diferentes equilibrios iónicos en disolución. Este principio dice: “Si un sistema en equilibrio se perturba, este evolucionara para restablecer el equilibrio”. Los factores que pueden perturbar este equilibrio son la concentración de especies, la temperatura y la presión.

En esta práctica se realizarán diferentes experimentos en los que se estudiará cómo afectan la concentración y la temperatura sobre el equilibrio químico. Para realizarlos se dispondrá de una serie de tubos de ensayo con distintos compuestos, a los cuales se le agregaran diferentes reactivos para modificar su concentración o bien se modificará la temperatura de la reacción. En cada caso el estudiante deberá predecir cómo la reacción tratará de restablecer el equilibrio, es decir formando más o menos productos.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Si una reacción química alcanza el equilibrio, entonces pueden coexistir tanto productos como reactivos a concentraciones determinadas. Así, inicialmente los reactivos (A y B) se combinan entre sí para formar productos (C y D), pero llega un momento en el cual los productos también reaccionan y forman los reactivos nuevamente, los cuales vuelven a reaccionar para formar los productos, repitiéndose ambos procesos en el transcurso del tiempo, hasta alcanzar iguales velocidades en ámbos sentidos. Entonces, se ha llegado al equilibrio:

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Cuando un sistema en equilibrio es perturbado modificando concentraciones, temperatura y/o presión, se forma un nuevo equilibrio para compensar este cambio, evolucionando, ya sea para formar más productos o para formar más reactivos. Este cambio para restablecer un nuevo equilibrio fue estudiado por el químico francés y es conocido “El Principio de Le Châtelier”.

MATERIALES Y REACTIVOS

*Acido oxálico                     *Acido benzoico                  * Dimetilgioxima                                    

[pic 8]                     [pic 9][pic 10]

*Almidón                                                                                    *Acido ascórbico

[pic 11][pic 12]

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO 1: Formación del complejo “ Tiocianato de Fe(III)”[pic 13]

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• Tomar cuatro tubos de ensayo y enumerarlos del 1 al 4.
• Tubo 1: introducir 2 mL de una disolución de cloruro férrico 0.01 M, 2 mL de una disolución de tiocianato amónico 0.01 M y 5 mL de agua destilada. Agitar la disolución con una varilla y anotar el color de la mezcla.
• Pipetear 2 mL de la disolución anterior (tubo 1) en cada uno de los tres tubos restantes (2, 3 y 4).
• Tubo 2: añadir gota a gota la disolución de cloruro férrico (hasta un máximo de 10 gotas) y anotar si se observa algún cambio, agitando con una varilla. Anotar en la libreta
• Tubo 2: a continuación añadir gota a gota la disolución de tiocianato amónico hasta que se observe algún cambio, agitando con una varilla. Anotar en la libreta
• Tubo 3: añadir gota a gota una disolución de hidróxido de sodio 2 M gota a gota hasta que no se observe ningún cambio, agitando la mezcla con una varilla. Anotar los cambios observados.
• Tubo 4: añadir disolución de ácido oxálico 0.1 M gota a gota hasta que no se observe ningún cambio, agitando la mezcla con una varilla. Anotar los cambios observados.

EXPERIMENTO 2: Estudio del equilibrio: Cromato - Dicromato[pic 15]

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• Tomar 5 tubos de ensayo y enumerarlos del 5 al 9.
• Tubos 5, 6 y 7: introducir en cada tubo 2 mL de cromato potásico 0.1 M
• Tubos 8 y 9: introducir en cada tubo 2 mL de dicromato potásico 0.1 M.
• Tubo 5: añadir ácido clorhídrico 1 M gota a gota hasta observar algún cambio. Agitar con una varilla y anotar los cambios observados
• Tubos 6, 7, 8 y 9: agregar a cada tubo 2 gotas de cloruro de bario 0.5 M. Agitar y anotar el color de la sustancia en cada tubo antes y después de la adición del cloruro de bario y observar si se forma algún precipitado. Anotar en la libreta
• Tubo 7: añadir ácido clorhídrico 1 M gota a gota hasta observar cambios y comparar con la disolución del tubo 6. Anotar en la libreta 
• Tubo 9: añadir hidróxido de sodio 2 M gota a gota hasta observar algún cambio y comparar con la disolución del tubo 8. Anotar en la libreta

EXPERIMENTO 3: Equilibrio ácido-base de una disolución de ácido benzoico[pic 17][pic 18]

[pic 19]

                                   (s) ⇔                      [pic 20]

• Tomar 2 tubos de ensayo y enumerarlos del 10 al 11.
• Tubos 10 y 11: pesar aproximadamente 0.05 g de ácido benzoico y añadir 2 mL de agua destilada en cada tubo. Agitar con una varilla y anotar en la libreta el aspecto de las disoluciones.
• Tubo 10: introducir el tubo en un baño de agua caliente y esperar hasta que la disolución se caliente. Anotar los cambios observados.
• Tubo 11: añadir una disolución de hidróxido sódico 40 % gota a gota (agitando la disolución) hasta que no se observen cambios y anotar en la libreta.
• Tubo 11: a continuación añadir una disolución de ácido clorhídrico cc. gota a gota hasta que el pH de la disolución sea fuertemente ácido. Anotar en la libreta si se ha producido algún cambio

EXPERIMENTO 4:Formación del complejo de Ni(II) con dimetilglioxima

[pic 21][pic 22][pic 23]

     Ni2+ + 2                               ⇔

• Tomar dos tubos de ensayo y enumerarlo del 12 al 13.
• Tubos 12 y 13: pesar 0.1 g de nitrato de níquel sólido y añadir gota a gota agua destilada a los dos tubos, agitando con una varilla hasta la completa disolución.
• Tubos 12 y 13: agregar 2 gotas de una disolución de dimetilglioxima a los dos tubos y agitar con una varilla. Anotar en la libreta el aspecto de la disolución.
• Tubo 13: añadir disolución de hidróxido sódico 2 M gota a gota hasta observar algún cambio y anotar los cambios que se hayan producido.

EXPERIMENTO 5: Formación de Yodo y detección con almidón.[pic 24][pic 25]

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