7/21/2019 Práctica 2. Diferentes Tipos d Equilibrio Iónico_ Iq

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UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

Laboratorio de Química Analítica 1

r!ctica No" #DI$ERENTES TIOS DE EQUILI%RIO I&NICO

O%'ETIVODistinguir mediante ensayos los distintitos tipos de equilibrio iónicos característicos de lasreacciones ácido-base, de formación de complejos, de óxido-reducción y de solubilidad,de gran importancia en química analítica.

INTRODUCCI&N TE&RICALas reacciones utilizadas en química analítica nunca tienen como resultado la conersióncompleta de reactios a productos, más bien aanzan !acia un estado de e(uilibrio(uímico, en el cual la relación de las concentraciones de reactios y productos esconstante. La expresión de las con)tante) de e(uilibrio son ecuaciones algebraicas quedescriben la relación de la concentración de reactios y productos en el equilibrio y

permite obtener información acerca de la composición y de las cantidades de las especiesque constituyen los sistemas químicos en equilibrio."uando un sistema en equilibrio es alterado por cualquier causa o fenómeno externoperturbador, el sistema responde espontáneamente a la alteración minimizando losefectos que lo alteran y logrando una nuea posición de equilibrio. #stos efectos sepueden predecir cualitatiamente mediante el *rinci*io de Le C+atelier, el cual estableceque el equilibrio químico siempre se desplaza !acia la dirección que tiende a aliiar elefecto de una tensión aplicada. $sí, un aumento en la temperatura altera la relación de laconcentración en la dirección que absorbe calor, un aumento en la presión faorece a lasespecies participantes que ocupen un olumen total menor, un aumento en laconcentración de reactios o productos, faorece la dirección de formación de productos ode reactios respectiamente. #l efecto que produce agregar a la mezcla de reacción una

cantidad adicional de las especies participantes se denomina efecto de acción de masas.Los estudios teóricos y experimentales de los sistemas reaccionantes a niel molecular muestran que las reacciones entre las especies participantes contin%an, incluso, despu&sde alcanzado el equilibro. La relación constante de las concentraciones de reactios yproductos se debe a que se iguala las elocidades de los procesos directos e inersos. #notras palabras, el equilibrio químico es un estado dinámico en el que las elocidadesdirectas e inersas son id&nticas.

Ti*o) de e(uilibrio (uímico"Los diferentes tipos de equilibrio químico que más interesa a la 'uímica $nalítica son losiónicos, es decir, aquellos que se establecen en soluciones acuosas y se caracterizan por intercambiar una determinada de clase de partículas. #stos equilibrios químicos sencillos

son(

E(uilibrio de o-idaci.n reducci.n/ )e caracteriza porque las especies participantesintercambian electrones, el oxidante recibe los electrones de la especie reductora y sereduce, y el reductor cede los electrones al oxidante y se oxida. La oxidación implica unaumento en el n%mero de oxidación de un elemento o ion, y la reducción una disminucióndel n%mero de oxidación. #n una reacción *+edox la oxidación y la reducción ocurrensimultáneamente depende la una de la otra, es decir, en una reacción de oxidoreducciónno !ay exceso ni deficiencia de electrones por ejemplo(

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#n este ejemplo, el agente o-idante es el cloro /01, por ser la sustancia que causa laoxidación del !ierro /221 y como resultado su n%mero de oxidación di)minu0e, pasa decero a -3 y el agente reductor  es el !ierro /221, por ser la sustancia que causa la reduccióndel cloro /01 y como resultado su n%mero de oxidación aumenta, pasa de 45 a 65, enconsecuencia el agente oxidante se reduce y agente reductor se o-ida"

E(uilibrio Acido%a)e/ 7r8nsted y Lo9ry propusieron una definición que establece queuna reacci.n !cidoba)e im*lica tran)2erencia de *rotone)" #l ácido es una especie/ión o mol&cula1 que en una reacción dona un protón y forma su base conjugada, y labase es la especie /ion o mol&cula1 que ace*ta el protón del ácido y forma su ácido

conjugado. #jemplos(

 

#n esta reacción, el ":6";;: es el ácido, porque dona, cede o intercambia unprotón con la base que es el :4;, quien recibe el protón y forma su especie conjugadaque es el ion :6;5. #l ácido ac&tico al ceder el protón, se desprotona y forma su especieconjugada, el ion ":6";;-.

$ormaci.n de Com*le3o) 4etalLi5ando/ La mayoría de los iones metálicos reaccionan

con donadores de pares de electrones formando complejos o compuestos decoordinación. La especie donadora, llamada li5ando, debe tener disponible al menos unpar de electrones no compartido para formar un enlace coalente datio con un ionmetálico. #l agua, el amoniaco y los iones de !alogenuros son los ligandos inorgánicosmás comunes, de !ec!o muc!os iones metálicos existen en solución acuosa comoacuocomplejos.

( ) +

+

+   ƒ 6 6   4

4 Ag NH Ag NH 

#n el ejemplo, el ion $g5 reacciona con una mol&cula de amoníaco, para formar el ioncomplejo $g/<:614

5, el cual tiene como n%mero de coordinación dos /41, es decir, dos

ligandos unidos al ion plata. #l n%mero de coordinación de un catión, es el n%mero deenlaces coalente que tienden a formar con los donadores de electrones, o sea el n%merode ligandos unidos al ion metálico. Los n%meros de coordinación más comunes son( dos,cuatro y seis. Los productos de coordinación pueden ser especies con cargas el&ctricaspositias, neutras o negatias.

E(uilibrio de )olubilidad/ es un equilibrio !eterog&neo en el que se produce una fasesólida /precipitado1 que coexiste con una fase líquida /disolución acuosa1, en la cual seencuentran las especies reaccionantes. La obtención de materia sólida se produce por 

2 3 3Cl 2FeCl+   ƒ 2+2Fe

Oxidación

Reducción

- +

3 2 3 3CH COOH H O CH COO H O

  ácido base base ácido

+ + ƒ 

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efecto de ciertas reacciones químicas y se forma en el seno de una disolución. #l ion platapor ejemplo al mezclarse en solución con ion cloruro en solución, forma un sólidoinsoluble de cloruro de plata.

/ 1 Ag Cl AgCl s+ −

+  ƒ 

4ATERIALES 6 REACTIVOS = tubos de ensayo 3 beac>er de 4=0 ml ?na arilla agitadora @radilla :isopo Arasco laador /agua destilada1 <itrato A&rrico 0.03 B Coduro de otasio 0.E0 B <itrato de lata 0.3 B  Fcido "lor!ídrico 3 B  Fcido "lor!ídrico 6GH 2ndicador $naranjado de Betilo :idróxido de )odio 3 B Iiocianato de otasio 0.3 B  $moniaco 4JH )ulfato de "obre 0.03 B( se prepara disoliendo en agua 4.Eg. "loruro de 7ario( La preparación del cloruro de bario se !ace pesando 4E.Eg de este

compuesto y disoli&ndolo en litro de agua. )olución de )ulfato de otasio )olución de "loruro de sodio

ROCEDI4IENTO/

1" E(uilibrio de o-idaci.nreducci.n/ $ = ml de <itrato A&rrico 0.03 B, agregar gotas de Coduro de otasio 0.E0 B.:omogenice y anote las obseraciones.

 $ la solución anterior adicionar 40 gotas de <itrato A&rrico 0.03 B. Bezclar anote lasobseraciones.

#" E(uilibrio Ácido%a)e/ $ =0 ml de agua destilada adicione = gotas :"L a esta solución adicione algunasgotas del indicador anaranjado de metilo, !asta que el color obserado persista luego

adicione gotas de <a;:, usando la arilla agitadora para !omogenizar la solución!asta obserar el iraje del color del indicador.

7" $ormaci.n de Com*le3o) 4etal8Li5ante/a9  $ = ml de <itrato A&rrico 0.03 B agregar unas gotas de Iiocianato de otasio 0.3 B.

:omogenizar y anotar obseraciones. Luego agregue 30 gotas de <itrato de lata 0.3B mezclar y anotar obseraciones

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b9  $ = ml de )ulfato de "obre 0.03 B agregar gotas de amoniaco concentrado, !astaobserar intensificación de color. Luego adicione gotas de :"l !asta obserar cambios.

:" $ormaci.n de *reci*itado)/ $ = ml de una solución de cloruro de bario, adicione unas gotas de nitrato de plata

!asta la formación de precipitado. $gite y diida en dos porciones(a9 $ la porción 3 adicione gotas de cloruro de sodio. :asta obserar cambios.b9 $ la porción 4 adicione gotas de sulfato de potasio. :asta obserar cambios.

RE;UNTAS/

1" "uáles son sus obseraciones sobre la eidencia de reacción química en cada casoK#" #scriba las ecuaciones iónicas de las reacciones que suceden en cada uno de los

cuatro procedimientos y exprese las constantes de equilibrio.7" "uándo se agrega( Ae/<;616 0.030B en el procedimiento 3 gotas de <a;: en el

procedimiento 4 $g<;6 0.03 B en el procedimiento 6a gotas de :"l en el 6b gotas

de <a"l en el Ea y gotas de 4);E  en el Eb, se producen perturbaciones a losequilibrios establecidos. #xplique a qu& se deben estas perturbaciones y !acia dóndese desplaza el equilibrio en cada caso.

:" M'u& se puede concluir en cada uno de los equilibrios estudiadosK

%I%LIO;RA$IA"

:$++2), Daniel. $nálisis químico cuantitatio. B&xico( @rupo 2nteramericano, 3NN4D+2)";LL, D. +. 2nitation to #nquiry( I!e Ae65O)"<- equilibrium. P. "!em. #duc. =Q,Q06 /3NGN1+2R#+$, $lma +ocío. Banual de Laboratorio de 'uímica /$nálisis "ualitatio1.

"!i!ua!ua( 2nstituto Iecnológico, 4004+$B#II#, +ic!ard. #quilibrio y $nálisis 'uímico. B&xico( Aondo educatio, 3NJ6

+eisó( "ristóbal "aicedo Bedinarograma de 'uímicacristobalcaicedoSmail.uniatlantico,edu,cuAebrero de 403E