Laboratorio de ciencia básica ll

Universidad nacional autónoma de México
FES-Cuautitlán
Laboratorio de ciencia básica ll[pic 1][pic 2]

Desplazamiento del equilibrio químico en una reacción de óxido-reducción a  diferentes temperaturas y concentraciones
(diseño experimental)

Ramos Camacho Uriel
velasco sandoval Rodrigo

Justo Gracia J. Rodrigo

Química                                                         Gpo.2251                                                06/Marzo/2017

Desplazamiento del equilibrio químico en una reacción de óxido-reducción a  diferentes temperaturas y concentraciones

Problema

Determinar experimentalmente la relación cualitativa entre el desplazamiento del equilibrio químico de una reacción de óxido-reducción con la concentración y temperatura.

Marco teórico

En el siguiente texto analizaremos el equilibrio químico de un sistema de reaccion oxido-reduccion, su desplazamiento y los factores que lo modifican, pero para lograr un análisis más adecuado definiremos algunos conceptos necesarios para el mejor entendimiento del mismo

Una reacción química es un proceso en el que una o más sustancias se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes. La ecuación química se representa de la siguiente manera [pic 3]

Dónde: [pic 4]

• A,B,C,D : Es el elemento de la reacción química
• →: Simboliza el sentido de la reacción. Indica que A y B se transforman en C y D. El símbolo significa o interpreta como “igual a”, y es lo que la le da a la expresión la categoría de ecuación.
• a, b, c, d: Son coeficientes, generalmente son números enteros, nos indica el número de moléculas en una reacción química. Se puede indicar el estado agregación de los reactivos y productos por medio de las siguientes letras g, s, l, que corresponden a los gases sólidos y líquidos respectivamente.

Existen diferentes tipos de reacciones entre ellas se encuentra la metátesis; es una reacción entre dos compuestos en estado acuoso. Son aquellas en las cuales dos compuestos reaccionan para formar otros dos compuestos sin que se produzca cambio en el número de oxidación de los elementos que intervienen en ella.
Su fórmula general es: AB + CD → CB + AD

Las reacciones químicas son afectadas por ciertos factores como:

• Temperatura: es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro.
• Concentración: cantidad de soluto por unidad de volumen, peso de disolvente o disolución.

Estas variables se deben de tomar en cuenta. Además es  necesario balancear la ecuación para llegar al equilibrio químico.

La denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes, a esto se le llama equilibrio químico.

Existe una  ley de equilibrio que establece; para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos tiene un  valor donde k permanece constante, siempre y cuando este en equilibrio y la temperatura no cambie.
La constante de equilibrio se representa con la siguiente  ecuación: [pic 5]

Donde:

• a, b, c y d son coeficientes estequiométricos de las especies reactivas A, B, C y D.
• k es la constante de equilibrio.

 La magnitud de la constante de equilibrio indica si una reacción en equilibrio es favorable a los productos o a los reactivos. Si k es mucho mayor que 1 (es decir, K > 1). El equilibrio se desplazará hacia la derecha y favorecerá a los productos. Por el contrario, si la constante de equilibrio es mucho menor que 1 (Es decir, k < 1), el equilibrio se desplazará hacia la izquierda y favorecerá a los reactivos. Si K=1 la reacción alcanzara el equilibrio.

El desplazamiento del equilibrio químico al alterar la concentración será la siguiente si se aumenta la concentración de reactivos se desplazará hacia los reactivos, si se aumenta la concentración de productos se desplazará hacia los productos, si se disminuyen los reactivos se desplazará hacia los reactivos y si se disminuyen los productos se desplazará hacia los productos.
Al alterar la presión-volumen, al aumentar la presión el volumen disminuirá y el equilibrio se desplazará hacia el lado de la reacción donde haya menor número de moles, en cambio si la presión se disminuye el volumen aumentará y el desplazamiento se ira hacia donde haya más número de moles.
Y por último al alterar la temperatura, debemos saber si la reacción es endotérmica que necesita energía [pic 6]

, o si es exotérmica que libera energía [pic 7]

ya sabiendo esto si la reacción es endotérmica y se aumenta su temperatura el desplazamiento se irá hacia los productos y el valor de k aumentara, si es endotérmica y se disminuye la temperatura el desplazamiento ira hacia los reactivos y el valor de k disminuirá, en cambio si la reacción es exotérmica y se aumenta la temperatura el desplazamiento ira hacia reactivos y el valor de kc disminuirá y por último si es exotérmica y se disminuye la temperatura el desplazamiento ira hacia los productos y el valor de k aumentara.

 Es importante recordar que existen sustancias llamadas catalizadores que aumentan la velocidad de las reacciones sin ser consumidas por esta misma reacción. Aunque el equilibrio químico no es afectado por la presencia de un catalizador, debido a que el equilibrio químico  responde a la presión y la temperatura de acuerdo con el principio de Le Chatelier el cual establece que si se presenta una perturbación externa sobre un sistema en equilibrio, el sistema se ajustará de tal manera que se cancele parcialmente dicha perturbación en la medida que el sistema alcanza una nueva posición de equilibrio. El término “perturbación” significa aquí un cambio de concentración, presión, volumen o temperatura que altera el estado de equilibrio de un sistema. El principio de Le Chatelier se utiliza para valorar los efectos de tales cambios.

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