TRABAJO PRÁCTICO N° 7 EQUILIBRIO QUÍMICO

Algunos conceptos teóricos: Reacciones reversibles: Es probable que todas las reacciones químicas puedan producirse en ambos sentidos, pero en muchos casos la magnitud de la reacción inversa es tan insignificante que puede ignorarse. Cuando las condiciones son tales que, tanto la reacción directa como la inversa pueden producirse en magnitud apreciable, el proceso se describe como una reacción reversible.

Equilibrio: Las reacciones químicas reversibles se desarrollan hasta alcanzar un estado de equilibrio químico definido como aquel en el cual no se puede apreciar un nuevo cambio en la composición del sistema en el transcurso del tiempo, siempre que no se alteren la temperatura y/ o presión. El estado de equilibrio químico es de naturaleza dinámica, es decir que, la reacciones directa e inversa se producen simultáneamente a la misma velocidad en el equilibrio. Expresión de la constante de equilibrio. KC = [ NH3 ]2 / [ N2 ] [ H2 ]3 Para la reacción : N2 (g) + 3 H2 (g) ⇔ 2 NH3 (g) Cuando el sistema es gaseoso, como en el caso de esta reacción se define Kp = p2NH3 / pN2 p3H2 La relación entre ambas es:

Kp = Kc (RT)Δn

Desplazamiento del equilibrio. Principio de Le Chatelier. El principio de Le Chatelier es de gran ayuda en el estudio de los equilibrios químicos, porque permite pronosticar la respuesta cualitativa de un sistema a los cambios de las condiciones externas como presión, temperatura, concentración. Este principio establece que si un sistema en equilibrio es sometido a una perturbación que modifica a cualquiera de los factores que determinan el estado de equilibrio ( presión, temperatura, concentración) el sistema reaccionará de manera que anulará en lo posible el efecto de ese cambio.

PARTE EXPERIMENTAL El objetivo del trabajo práctico es interpretar resultados en diferentes experiencias aplicando la constante de equilibrio y el principio de Le Chatelier. Reactivos necesarios Solución de FeCl3 0,1% y 1% Solución de KSCN 0,1 % y 1% Solución de NaOH 0,1% y 2M Solución saturada de NaF Solución clorhídrica de SnCl2 0,01 M Solución de H3PO4 0,01 M Solución de CuSO4 1% Solución de NH3 ( 1 + 5) Solución concentrada de NH3 Solución de H2SO4 0,5 N Solución alcohólica de fenolftaleína Solución de acetato de amonio 1% Solución clorhídrica de SbCl3

Materiales necesarios Tubos de ensayo Gradilla para tubos de ensayo Vaso de precipitados Varilla Pipetas

DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO EN UN SISTEMA HOMOGÉNEO. ¾ EXPERIENCIA N°1 Estudio del equilibrio:

Fe3+ + SCN- ⇐⇒ Fe(SCN)2+

En un tubo de ensayos limpio colocar aproximadamente 4 o 5 cm3 de solución de FeCl3 al 0,1% y 2 cm3 de solución de KSCN al 0,1%. Mezclar bien y dividir la solución resultante en pequeñas alícuotas en 7 tubos de ensayos limpios y numerados . Dejar el tubo N° 1 como testigo de color y agregar en los restantes, los reactivos solicitados: Tubo N°1: Tubo N°2: Tubo N°3: Tubo N°4: Tubo N°5: Tubo N°6: Tubo N°7:

testigo de color gotas de solución de KSCN al 1%. gotas de solución de FeCl3 al 1%. gotas de solución de NaOH al 0,1%. gotas de solución saturada de NaF. gotas de Sn2+ 0,01M. gotas de PO43- 0,01M.

Interpretar las modificaciones que ha sufrido el equilibrio en estudio con respecto al tubo testigo

¾ EXPERIENCIA N°2 Estudio del equilibrio:

Cu2+ + 4 NH3 ⇐⇒ Cu (NH3)42+

En un tubo de ensayos limpio colocar aproximadamente 1 cm3 de solución de CuSO4 1%. Agregar gota a gota solución de amoníaco (1+5) hasta lograr un color azul intenso.

Distribuir el sistema en tres tubos de ensayos limpios y rotulados y proceder:

Tubo N°1: testigo de color TuboN°2: agregar 2 o 3 gotas de solución concentrada de NH3. TuboN°3: agregar 5 o 6 gotas de solución de H2SO4 0,5 N (0,25 M). Interpretar las modificaciones que ha sufrido el equilibrio en estudio con respecto al tubo testigo.

¾ EXPERIENCIA N°3 Estudio del equilibrio:

NH3 + H2O ⇐⇒

NH4+ + OH-

En un tubo de ensayos agregar aproximadamente 1cm3 de agua destilada, dos gotas de solución alcohólica de fenolftaleína al 1% y 4 o 5 gotas de solución diluida de amoníaco (1+5 ) hasta obtener color rosado suave y persistente. Agregar 1 o 2 cm3 de solución de acetato de amonio 0,1 M. Observar e interpretar la modificación del equilibrio.

DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO EN UN SISTEMA HETEROGÉNEO ¾ EXPERIENCIA N°4 Estudio del equilibrio:

SbCl63- + H2O

⇐⇒

SbOCl + 5 Cl- + 2 H+

Colocar 1 o 2 cm3 de la solución clorhídrica de SbCl3 que contiene el anión SbCl63- en un tubo de ensayos y agregar agua hasta la aparición de una suspensión blanca de SbOCl (cloruro de antimonilo). Repartir pequeñas alícuotas de dicha suspensión blanca, en cuatro tubos de ensayos, previa homogeinización, y agregar Tubo N°1: testigo de color Tubo N°2: 1 cm3 de HCl 6 M ( o 6N). Tubo N°3: 1 punta de espátula de NaCl (s). Tubo N°4: 1 cm3 de NaOH 2M. Observar e interpretar la modificación del equilibrio.

INFORME TP N°7 EQUILIBRIO QUÍMICO

DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO EN SISTEMA HOMOGÉNEO ¾ EXPERIENCIA N°1 Producto obtenido en el tubo N°1: Coloración observada: Completar el siguiente cuadro: Reactivo Tubo N° agregado

Observación

Sentido del desplazamiento

2 3 4 5 6 7 Actividad de aplicación correspondiente a la Experiencia N°1 : a) Escribir las ecuaciones iónicas y moleculares que representan la reacción entre FeCl3 y KSCN:

b) Escribir las ecuaciones iónicas que representan las reacciones producidas en los tubos N°: 2. 3. 4. 5. 6. 7.

¾ EXPERIENCIA N°2 Producto obtenido en el tubo N°1: Coloración observada: Completar el siguiente cuadro: Tubo N°

Reactivo agregado

Obseración

Sentido del desplazamiento

2 3 Actividad de aplicación correspondiente a la Experiencia N°2: a) Escribir las ecuaciones moleculares e iónicas que representan la reacción entre CuSO4 y NH3.

b) Escribir las ecuaciones iónicas que representan las reacciones producidas en los tubos N°: 2.

3.

¾ EXPERIECIA N°3 Equilibrio en estudio: Completar el siguiente cuadro: Agregado de

Observación

Sentido del desplazamiento

NH3 NH4Ac Actividad de aplicación correspondiente a la Experiencia N°3 a) Escribir la ecuación que representa la disociación iónica del acetato de amonio:

b) Explicar mediante ecuaciones químicas balanceadas lo observado en el tubo con agregado de NH3

c) Explicar mediante ecuaciones químicas balanceadas, lo observado en el tubo con agregado de acetato de amonio.:

DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO EN UN SISTEMA HETEROGÉNEO. ¾ EXPERIENCIA N°4 Equilibrio estudiado: Color observado en el tubo testigo: Completar el siguiente cuadro: Tubo N°

Reactivo agregado

Observación

Sentido del desplazamiento

2 3 4 Actividad de aplicación correspondiente a la Experiencia N°4: a) Escribir la ecuación iónica que representa el equilibrio en estudio:

b) Explicar mediante ecuaciones químicas balanceadas lo ocurrido con el equilibrio en los tubos N°: 2. 3. 4.

c) ¿Cuál es el pH que debe considerar para mantener en solución cloruro de antimonilo?