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EXPERIMENTOS DE LA LEY DE CHÂTELIER CAMBIANDO TEMPERATURA, CONCENTRACIÓN Y PRESIÓN Para la explicación de estos tres experimentos nos vamos a basar en la Ley de Châtelier: si en un sistema en equilibrio se introduce una perturbación externa que altere el equilibrio, dicho sistema evolucionará en el sentido que tienda a contrarrestar la perturbación introducida.

Cambiando la Temperatura: - Equilibrio de los óxidos del nitrógeno Con este experimento vamos a intentar averiguar cómo afecta la Tª a un equilibrio determinado, y deducir si la reacción es endotérmica o exotérmica. 

MATERIAL:

- Tres matraces erlenmeyer - Una moneda de un céntimo (Cu) - Ácido nítrico concentrado



PROCEDIMENTO: La reacción que se va a dar es:

Cu + 4 HNO3

Cu(NO3)2 + 2 NO2 + H2O

Esta reacción se produce echando 1 cent (Cu) en un erlenmeyer, después echamos ácido nítrico (HNO 3) en el mismo. El cobre reacciona con el ácido, la reacción se pone de color verde y sale un gas, este gas que se ha formado es el NO2 , tapamos el matraz con un tapón para que el gas no se escape. Este era nuestro objetivo crear el NO2 para a continuación repartirlo entre los 3 erlenmeyer. Metemos uno en agua fría y otro en agua caliente, lo primero que observamos es que cambia de color en agua caliente se pone de un color pardo rojizo y en agua fría un color naranja casi incoloro esto se debe a que la reacción es endotérmica de manera que al introducir el matraz en agua caliente aumenta el calor y por lo tanto la reacción se desplaza hacia la derecha volviéndose más rojizo. Al introducir el matraz en agua fría disminuye la cantidad de calor y el sistema se desplaza hacia la izquierda volviéndose más incoloro. 

CONCLUSIÓN

N2O4 (g)

2NO2(g)

Aplicando la Ley de Châtelier, al incrementar la temperatura se favorece el sentido endotérmico de la reacción (2NO2), sin embargo, al disminuirla, se favorece el sentido exotérmico de esta (N 2O4).

EFECTO DE LA PRESIÓN SOBRE EL EQUILIBRIO Reacción entre el CaCO 3 y HCl

>CaCl CaCO3+2HCl2+CO2+H2O

Con este experimento lo que queremos observar es como varía el equilibrio según si aumenta o disminuye la presión, el equilibrio que vamos a establecer es con la reacción de CaCO 3 y HCl. *Según la ley de Boyle, en los gases, las modificaciones del volumen son inversamente proporcionales a la presión por lo tanto al aumentar una disminuye la otra.* 

MATERIAL:

- CaCO3 -HCl

Y también es necesario realizar este montaje: Jeringuilla y tubo de ensayo, unidos por un tubo de goma.

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PROCEDIMIENTO: Añadimos un trozo de CaCO3 al tubo de ensayo, cuando añadimos el HCl al mismo empieza la reacción, tapamos con un tapón, y observamos como se desprende el CO 2 en forma de burbujas. Si aumentamos el volumen (subiendo la jeringuilla) disminuye la presión por lo que la reacción burbujea más rápido poniéndose de color blanco.

Ahora si hacemos el proceso contrario, disminuimos el volumen (bajando la jeringuilla) aumenta la presión y la reacción se pone transparente y burbujea mucho menos.

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CONCLUSIÓN

Según la Ley de Châtelier esto se debe a que al disminuir el volumen e incrementar la presión el sistema se desplaza a donde hay un menor número de moles gaseosos (hacia la izquierda) por lo que no favorece la formación de dióxido de carbono (ni su desprendimiento) y por eso su color transparente, y si aumentamos el volumen disminuye la presión, se desplaza a donde hay un mayor número de moles gaseosos (hacia a derecha) favoreciendo la formación de CO 2 y por eso tiene un color blanco, por la expulsión de este dióxido de carbono formado en forma de burbujas. CaCO3( s)+2HCl( aq)>CaCl aq)+CO2( g)+H2O( aq) 2(

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN EN EL EQUILIBRIO Con este experimento vamos a estudiar el efecto de la variación de concentración en el siguiente equilibrio: FeCl3 + 6 KSCN === K3Fe (SCN)6 + 3 KCl

MATERIAL:

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-Disolución 0,1 M de KSCN -Disolución 0,1 M de FeCl3 -Disolución 1,0 M de HCl -Disolución 1,0 M de NaOH -Una pequeña cantidad de HgCl2 -2 erlenmeyer de 50 mL (para contener las disoluciones de Fe3+ y SCN -) -3 vasos de 50 mL

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PROCEDIMIENTO Echamos 0,1 M de KSCN y 0,1 M de FeCl3 en un vaso de 50 ml y vemos como coge un color llamado “sangre de toro”. Diluimos la mezcla echando agua hasta que llegue a

un color naranja y lo repartimos en 3 vasos, lo que sobre lo guardamos para un segundo experimento. FeCl3 === Fe3+ + ClReacción de precipitación + KSCN === K + SCN FeSCN  COLOR SANGRE DE TORO

PRIMER EXPERIMENTO El vaso de en medio lo conservamos como testigo para compararlo con los otros dos. 1. Primera experiencia: Añadimos al vaso de la derecha Fe 3+ en forma de cloruro de hierro y observamos que se pone de un color mucho más oscuro. 2. Segunda experiencia: Añadimos KSCN al vaso de la izquierda y se vuelve también más oscuro.

SEGUNDO EXPERIMENTO Volvemos a repartir el vaso que teníamos de testigo en otros dos vasos, vamos a retirar los Fe 3+ y SCN- de esa disolución. 1. En el de la derecha echamos sosa Na(OH) y se forma Fe(OH) 3 y se pone de un color mucho más claro (amarillo) 2. En el de la izquierda echamos HgCl2 y se forma HgSCN y también se pone de un color más claro aún que el anterior (amarillo más transparente)

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CONCLUSIONES:

Según la ley de Châtelier cuando a un sistema en equilibrio se le añade una cantidad de una de las sustancias presentes en él, este se desplazará en el sentido que haga desaparecer la sustancia añadida. Y viceversa, si retiramos una de las sustancias, el equilibrio se desplazará en el sentido en que esta se forme, ambos casos para mantener su cociente constante (Kc). FeCl3 + 6 KSCN ===

K3Fe(SCN)6 + 3 KCl.

(Como el Fe3+ es de un color amarillo claro, el SCN- es incoloro y el [Fe(SCN)6]3- tiene un color sangre de toro, podemos seguir hacia donde se desplaza el equilibrio por el cambio de color de la disolución)

Por lo que en el primer experimento en el que añadíamos en uno FeCl 3 el equilibrio se desplaza hacia la derecha que es hacia donde desaparece la sustancia añadida y por eso coge un color como la sangre de toro porque favorece la formación de [Fe(SCN)6]3- y esta tiene dicho color. Cuando añadíamos el KSCN pasa exactamente lo mismo.

En el segundo experimento como lo que queremos es retirar los Fe 3+ y SCN- de la disolución añadiéndole sosa al primero para que se forme Fe(OH) y añadiéndole HgCl 2 al segundo para que se forme HgSCN , el equilibrio se va a desplazar hacia donde estos se formen es decir hacia la izquierda y por eso los dos vasos cogen un color amarillento, porque se está favoreciendo tanto la formación de Fe3+ (amarillo) como de SCN- (incoloro)....