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Estudio del equilibrio químico en una reacción homogéneaObjetivoCalcular la constante de equilibrio (Keq) en la reacción química.Marco teóricoEl equilibrio químico es un estado de un sistema reaccionante en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que la reacción s...

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Estudio del equilibrio químico en una reacción homogénea Objetivo Calcular la constante de equilibrio (Keq) en la reacción química. Marco teórico El equilibrio químico es un estado de un sistema reaccionante en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que la reacción sigue. En la mayoría de las reacciones químicas los reactivos no se consumen totalmente para obtener los productos deseados, sino que, por el contrario, llega un momento en el que parece que la reacción ha concluido. Podemos comprobar, analizando los productos formados y los reactivos consumidos, que la concentración de ambos permanece constante. una reacción en equilibrio es un proceso dinámico en el que continuamente los reactivos se están convirtiendo en productos y los productos se convierten en reactivos; cuando lo hacen a la misma velocidad nos da la sensación de que la reacción se ha paralizado (1). Es decir, el equilibrio químico se establece cuando existen dos reacciones opuestas que tienen lugar simultáneamente a la misma velocidad.

Cuando ambas velocidades se igualan, se considera que el sistema está en equilibrio.

Constante de equilibrio: Cuando las concentraciones de las sustancias que intervienen en el proceso, cuando éste llega al equilibrio, son las mismas, independientemente de la concentración inicial. Esto hace pensar que debe existir una relación entre ellas que permanezca constante, siempre y cuando la temperatura no varíe. Fue así como Guldberg y Waage, en 1864, encontraron, de una forma absolutamente experimental, la ley que relacionaba las concentraciones de los reactivos y productos en el equilibrio con una magnitud, que se denominó constante de equilibrio.

Cuando las concentraciones son más altas, es decir soluciones concentradas se usan las actividades correspondientes, expresadas como:

ⲁ = Ƴ[𝑀] Donde Ƴes el coeficiente de actividad y ⲁ es la actividad de la sustancia. lo tanto de manera general la constante de equilibrio se establece

Ka=

𝑐

𝐷

𝐴

𝐵

𝑎𝐶 𝑎𝐷

𝑎𝐴 𝑎𝐵

Por

El valor de la constante de equilibrio es necesario para establecer la tendencia y dirección de la misma, ya que ésta se relaciona directamente con la energía libre de Gibbs de acuerdo a: Δ 𝐺° =RTIn Ka: Donde la R es la constante de los gases y T la temperatura del sistema. Entonces Δ 𝐺° =RTIn Ka indicará la reducción en la energía libre, por lo que la reacción tiende a tornar su equilibrio hacia la derecha, pero cuando es la relación y viceversa. En el experimento de esta práctica se observará el equibrio químico de la siguiente reacción: 2FeCl3 + 2KI ฀ 2FeCl2 + 2KCl + I2

Preguntas de investigación:

1-¿Qué es el equilibrio químico? Los procesos reversibles [procesos que pueden hacerse avanzar en la dirección de avance o retroceso por el cambio (infinitesimal) de una variable], finalmente alcanzan un punto en el que las tasas en ambas direcciones son idénticas, de modo que el sistema da la apariencia de tener una composición estática en la que la energía de Gibbs, G, es mínima. En el equilibrio, la suma de los potenciales químicos de los reactivos es igual a la de los productos, de modo que: ΔGr = ΔG°r+ R T lnK = 0 (2). 2-¿Cómo se define la constante de equilibrio?Cantidad que caracteriza el equilibrio de una reacción química y definida por una expresión del tipo

Donde νB es el número estequiométrico de un reactivo (negativo) o producto (positivo) para la reacción yx representa una cantidad que puede ser el valor de equilibrio de presión, fugacidad, concentración de cantidad, fracción de cantidad, molalidad, actividad relativa o actividad absoluta recíproca que define la constante basada en la presión, basada en la fugacidad, basada en la concentración, basada en la fracción de cantidad, basada en la molalidad, basada en la actividad relativa o estándar (entonces indicada como K⚬), respectivamente (3). 3-¿Qué ocurre en el equilibrio cuando se aumenta la temperatura? De donde podemos observar que un incremento de temperatura favorecerá el sentido que consuma parte de ése exceso de calor, Si se incrementa la temperatura, se favorece el sentido endotérmico de la reacción

4- ¿Define qué es equilibrio homogéneo? es aquel en el que todas las sustancias (reactivos y productos) se encuentran en el mismo estado de agregación. En la constante de los equilibrios homogéneos se incluyen las concentraciones de todas las sustancias que están presentes en el equilibrio. 5- ¿Define qué es equilibrio heterogéneo?Se produce cuando tenemos una reacción reversible en la que intervienen reactivos y productos en distintas fases conduce (4).

Material y reactivos (Hojas de seguridad) Metodología: Texto y diagrama de flujo

Resultados y cálculos (imágenes) Conclusiones Sustancias y reactivos. a=Concentración inicial FeCl3 (Cloruro férrico 0,03 M) b= Concentración inicial FeCl3 (Cloruro férrico 0,03 M) x=I2 [M] Almidón=1%

[𝐹𝑒𝐶𝑙3] 2[𝐾𝐶𝑙]2[𝐼2] = 𝐾𝑒𝑞 = 2 2 [ 𝐾𝐼 ] 𝐹𝑒2𝐶𝑙 [ ] 3

2

2

[2𝑥] [2𝑥] [𝑥] 2

[𝑎−2𝑥] [𝑏−2𝑥]

2

Bibliografía: 1- Ira N, L. (2005). Equilibrio químico. In Fisicoquímica vol 1 (pp. 169-138.). Mcgraw hill. https://www.mheducation.es/bcv/guide/capitulo/8448157133.pdf 2- S. J., C. (1997). Compendium of Chemical Terminology, (the “Gold Book”). (2nd ed.). https://doi.org/10.1351/goldbook. https://goldbook.iupac.org/terms/view/C01023 © 2005–2021 International Union of Pure and Applied Chemistry. 3-S. J., C. (1997). Compendium of Chemical Terminology, (the “Gold Book”). (2nd ed., p. 50). https://doi.org/10.1351/goldbook. https://goldbook.iupac.org/terms/view/E02177 International Union of Pure and Applied Chemistry...