EQUILIBRIO QUÍMICO Y CONSTANTE DE EQUILIBRIO

1. OBJETIVOS

Estudio cualitativo de sistemas en equilibrio. Determinar cuantitativamente las especies presentes en un sistema

en equilibrio. Establecer una expresión matemática que relacione las cantidades

de las especies en equilibrio.

2. INTRODUCCIÓN JAVIER 3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

3.1. MATERIALES

5 Tubos de ensayo de igual altura y diámetro Gradilla Probeta de 25 ml Pipeta de 5.0 y 10.0 ml Vaso precipitado de 150 ml Pisceta Goteros Regla milimetrada 5 Etiquetas Fuente de luz blanca difusa

3.2. REACTIVOS Tiocianato de potasio 0.002M Cloruro férrico 0.2M KCl sólido Agua destilada

3.3. PROCEDIMIENTO 3.3.1. PRINCIPIO DE LE CHATELIER

A. SISTEMA DE EQUILIBRIO DEL ION CROMATO – ION DICROMATO

A.1. EN MEDIO BÁSICO

1. Se virtió 1.0 mL de solución de Cromato de potasio (K2CrO4) 0.1M y de Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 0.1M en dos tubos de ensayo respectivamente.

2. Luego, con la pipeta se agregó, gota a gota, un determinado volumen de NaOH 1M simultáneamente hasta que una de las soluciones cambió de color.

3. Se conservó las soluciones para el paso A.3.

A.2. EN MEDIO ÁCIDO

1. Se virtió 1.0 mL de solución de Cromato de potasio (K2CrO4) 0.1M y de Dicromato de Potasio (K2Cr2O7) 0.1M en dos tubos de ensayo respectivamente.

2. Luego, con la pipeta se agregó, gota a gota, un determinado volumen de HCl 1M simultáneamente hasta que una de las soluciones cambió de color.

3. Se conservó las soluciones para el paso A.3.

A.3. COMPROBACIÓN DE REVERSIBILIDAD

Se trabajó sólo con las soluciones que cambiaron de color en los pasos A.1 y A.2.

1. Al tubo de A.1 se agregó, gota a gota, HCl 1M hasta el cambio de coloración y se apuntó el volumen.

2. Al tubo de A.2 se agregó, gota a gota, NaOH 1M hasta el cambio de coloración y se apuntó el volumen.

B. REVERSIBILIDAD ENTRE EL CLORURO DE HIERRO (III) Y EL TIOCIANATO DE POTASIO (KSCN) En esta parte se hizo un examen cualitativo de la

reacción:

1. En un vaso de precipitado se adicionó 20 ml de agua destilada y añadimos 3 gotas de FeCl3 y KSCN respectivamente de los goteros. La solución resultante se dividió en partes iguales y transvasó a cuatro tubos de ensayo.

2. El primer tubo fue el tubo estándar (o patrón).3. Se añadió al segundo tubo 3 gotas de solución de KSCN4. Luego, se agregó al tercer tubo 3 gotas de solución de FeCl3

5. Al cuarto tubo se le añadió unos cristales de cloruro de potasio y agitó vigorosamente.

3.3.2. DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO MEDIANTE EL METODO COLORIMETRICO ALEXIS

4. RESULTADOS EXPERIMENTALES 4.1.1. PRINCIPIO DE LE CHATELIER

A. SISTEMA DE EQUILIBRIO DEL ION CROMATO – ION DICROMATO

A.1. EN MEDIO BÁSICO

Al agregar las gotas de NaOH a ambas soluciones nos dimos cuenta que el tubo que contenía al Dicromato de Potasio, que en un comienzo era de color naranja, se tornó de color amarillo; mientras que el Cromato de Potasio mantuvo su color amarillo inicial.

El número de gotas utilizadas en este cambio fue 10 que equivale a un volumen aproximado de 0.5mL.

A.2. EN MEDIO ÁCIDO

Al agregar las gotas de HCl a ambas soluciones nos dimos cuenta que el tubo que contenía al Cromato de Potasio, que en un comienzo era de color amarillo, se tornó de color naranja; mientras que el Dicromato de Potasio mantuvo su color naranja inicial.

El número de gotas utilizadas en este cambio fue 8 que equivale a un volumen aproximado de 0.4mL.

A.3. COMPROBACIÓN DE REVERSIBILIDAD

Al agregar HCl al Dicromato de Potasio se pudo comprobar que este volvió a su color naranja original. Para esto, se agregó unas 12 gotas; es decir, un aproximado de 0.6mL.

Al agregar NaOH al Cromato de Potasio se pudo comprobar que este volvió a su color amarillo original. Para esto, se agregó unas 10 gotas; es decir, un aproximado de 0.5mL.

B. REVERSIBILIDAD ENTRE EL CLORURO DE HIERRO (III) Y EL TIOCIANATO DE POTASIO (KSCN)

Notamos que el agua destilada, al haberle agregado 3 gotas de Tricloruro de Hierro FeCl3 y 3 gotas de Tiocianato de Potasio KSCN cambia su color transparente a un color rojizo (tipo sangre), esto se debe a la presencia del tiocianato (SCN). Al dividir la mezcla en 4 tubos de ensayo, se colocó los tubos en la gradilla y luego los numeramos de la siguiente manera: Tubo #1, Tubo #2, Tubo #3, Tubo #4. Para poder analizar la siguiente ecuación:

Fe+3+SCN−¿←⃗(FeSCN )+2¿

En el tubo #1 no se agregó ninguna sustancia, pues éste nos sirvió como tubo estándar ó patrón para comparar con el resto de tubos. Este tubo presenta un color rojo.

En el tubo #2 agregamos 3 gotas de KSCN. La sustancia originalmente roja se torna rojo sangre muy fuerte (es el más oscuro de todos los tubos). Como el color del compuesto es más intenso, concluimos que la reacción se ha desplazado hacia la derecha ( ).

En el tubo #3 agregamos 3 gotas de FeCl3. Al comparar con el patrón , observamos que el tubo #3 marca un color rojizo oscuro. Al haberse tornado más oscuro, podemos concluir que la reacción se ha desplazado hacia la derecha ( ).

En el tubo #4 agregamos cristales de KCl. Al comparar con el patrón, observamos que el tubo #4 marca un color rojo muy claro. Al haberse tornado más claro, podemos concluir que la reacción se ha desplazado hacia la izquierda ( ).

4.2. DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO MEDIANTE EL METODO COLORIMETRICO

ALEXIS

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Mediante el experimento realizado en el laboratorio se observó que a medida que baja la concentración del fierro el color también va variando de fuerte a más débil.

El color de Fe+3 en solución es de color naranja, pero cuando se mezcla con el SCN este se torna de color rojo.

Los materiales deben estar limpios y secos antes del proceso de experimentación.

Tener mucho cuidado al vaciar las gotas en las soluciones ya que podría haber alguna alteración.

Se recomienda llevar algún tipo de orden con los tubos de ensayos al momento de realizar los experimentos ya que cada tubo tiene distinto tipo de concentración y se podría mezclar entre ellos.

6. REFERENCIAS

Raymond Chang, “Química General (Novena Edición)” – Capítulo 14 (Equilibrio Químico) – Capítulos 14.1, 14.2.

www.ciencia.net – Equilibrio Químico

BROS, T Lemay - Química, la ciencia central / 1998

Carrasco Venegas Luis - Química experimental

Chang Raimond - Química General

7. CUESTIONARIO ALEXIS