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INSTITUTO POLITECNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniera Química eIndustrias ExtractivasLaboratorio de Termodinámica del Equilibrio QuímicoTRABAJO FINALGrupo: 2IVNombre del alumno:HERNÁNDEZ VALDÉS DULCE MARIANBoleta: 2019320653Nombre del profesor:MIGUEL SÁNCHEZ PASTÉNPrologoEl presente trabajo ti...

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniera Química e Industrias Extractivas

Laboratorio de Termodinámica del Equilibrio Químico

TRABAJO FINAL

Grupo: 2IV47 Nombre del alumno: HERNÁNDEZ VALDÉS DULCE MARIAN

Boleta: 2019320653 Nombre del profesor: MIGUEL SÁNCHEZ PASTÉN Prologo

El presente trabajo tiene como motivo abarcar los temas y aprendizajes adquiridos de manera teórica de la materia de termodinámica del equilibrio químico llevándolos ahora de forma práctica en el laboratorio. Como bien se sabe la termodinámica habla acerca de la transferencia de calor, la conversión de la energía y la capacidad de los sistemas para producir trabajo y el equilibrio químico sobre el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto, con ello se pretende que con ayuda de las prácticas llevadas a cabo se refuercen los conocimientos además de la investigación de artículos científicos que se vinculen con los temas abordados en cada practica para que se tenga un aprendizaje más reforzado.

Introducción

En las reacciones químicas el estado inicial se refiera a los reactivos y al estado final los productos. Cuand0o se llega a producir una reacción química estas llegan a liberar calor si es el caso de una reacción exotérmica o absorber calor en caso de una reacción endotérmica, una forma de energía como bien se sabe la termodinámica es la ciencia que estudia la energía y sus transformaciones y la parte de la termodinámica encargada del estudio de la variación de energía calorífica que acompaña a una reacción o proceso químico es la Termodinámica del Equilibrio Químico. Así bien la energía se manifiesta de diferentes maneras y esto se puede observar dentro de la industria además la energía es una propiedad de la materia que se define como la capacidad para realizar trabajo o transferir calor. El propósito principal de este trabajo es presentar el resultado de la elaboración de un ponderado de prácticas llevadas a cabo a lo largo del semestre relacionando los temas aprendidos previamente en el aula para así tener el conocimiento tanto teórico como práctico y conocer la importancia de cada tema en la vida cotidiana o en la industria con ayuda de artículos científicos para así tener un campo más abierto sobre la materia.

Desarrollo Teórico

1.- Equilibrio químico Equilibrio químico es la denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes, es decir, el equilibrio químico se da cuando la concentración de las especies participantes no cambia, de igual manera, en estado de equilibrio no se observan cambios físicos a medida que transcurre el tiempo; siempre es necesario que exista una reacción química para que exista un equilibrio químico, sin reacción no sería posible.1

Fig. 1. Equilibrio químico

Según la ley de Acción de masas nos enuncia que “para una reacción química reversible, en equilibrio a una temperatura constante, debe existir una relación constante entre concentraciones de reactivos y productos.” 2 Sea una reacción reversible: aA + b B → c C + d D

Donde K = cte. de cada reacción en el equilibrio La constante de equilibrio, juega en las reacciones reversibles el mismo papel que el reactivo limitante en las reacciones irreversibles, ya que condiciona la concentración tanto de los reactivos como de los productos en el equilibrio. La constante de equilibrio Kc no tiene unidades y depende de la temperatura. Las concentraciones tanto de productos como de los reactivos se expresan como concentraciones Molares.

El valor de la constante de equilibrio nos da una idea de la extensión en que ha tenido lugar la reacción. • Si Kc ≥ 1 la mayoría de los reactivos se ha convertido en productos. • Si Kc ≤1 la mayoría de los reactivos quedan sin reaccionar. 

Si K = 1, es una reacción en la que se obtiene 50% de reactivos y 50% de productos.

Donde Q= valor que disminuye durante la reacción hasta que permanece constante al equilibrio, relación antes del equilibrio. • Si Q = Kc el sistema se encuentra en equilibrio. • Si Q ≤ Kc se favorecerá la reacción hacia la derecha formando productos. • Si Q ≥ Kc se favorecerá la reacción de descomposición de los productos formados en los reactivos de partida (de derecha a izquierda). 2.- Principio de Le Chatelier El Principio de Le Chatelier nos dice que “Si un sistema que se encuentra en equilibrio, se altera por la modificación de factores externos (presión, concentración o temperatura) el sistema reacciona en contra de esa modificación externa y en el sentido de restablecer el equilibrio.” 2 Cuando se modifica algún parámetro, como por ejemplo, la presión, la temperatura o la concentración de algunas de las especies en equilibrio, este se traslada en cierta dirección (hacia los reactivos o hacia los productos) hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio.

Efecto de la temperatura Es la única variable que además de modificar el equilibrio cambia la constante de equilibrio. Los aumentos de temperatura, favorecen los procesos endotérmicos, y las disminuciones de temperatura los procesos exotérmicos. Efecto de la presión Una variación de presión solo afecta a aquellos equilibrios en los que ∆n ≠ 0. Si aumenta la presión, para compensarlo el equilibrio se desplaza hacia donde disminuye el volumen y por tanto el número de moles. En sistemas heterogéneos solo tienen en cuenta el incremento en el número de moles gaseosos. Efecto de la concentración Si aumenta la concentración de alguno de los reactivos, como disminuiría Kc, para compensarlo se desplaza hacia la formación de productos. Un aumento Química. 2º Bachillerato en la concentración de productos, produciría un aumento en Kc, para evitarlo el equilibrio se desplaza hacia la descomposición de productos, y el aumento en la concentración de los reactivos.

Desarrollo Experimental

Bibliográfica 1. Jesús Gracia Mora. (S/A). Equilibrio químico. 18/05/2020, de unam Sitio web:http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Equilibrio_quimico_23415.p df 2. The McGraw-Hill Companies. (S/A). Equilibrio Químico . 18/05/2020, de he McGraw-Hill Companies Sitio web: https://www.mhe.es/bachillerato/fisica_quimica/844816962X/archivos/media /esp/unidad_5/ESQUEMA-RESUMEN_UNIDAD_5.pdf 3....