estequiometría y equilibrio de formación de un complejo
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Estequiometría y equilibrio de formación de un complejo
Trabajo Práctico 2
Módulo de Equilibrio
Lic. Noelia I. Burgardt, 1er cuatrimestre 2009Fisicoquímica-UNQ
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Equilibrio
• Equilibrio Material.
• Equilibrio Térmico.
• Equilibrio Mecánico.
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Equilibrio Material
• Equilibrio de fases.
• Equilibrio Químico.
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Desequilibrio químico
La energía libre de reacción indica la dirección en la que ocurre la misma, o si esta en equilibrio.
∆G = ∆G 0 + RT ln Q
aA + bB cC + dD
[C]c [D]d
[A]a [B]bQ =
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Constante de equilibrio
∆Gr= RT ln QKc
Cuando la reacción está en equilibrio:
∆Gr= 0
Q = Kc
∆Gr0= - RT ln Kc
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Objetivos
• Determinar la fórmula empírica del complejo.
• Determinar la constante de equilibrio del complejo.
• Calcular el valor de la energía libre estándar de formación.
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Reacción de formación de un complejo
aA + bB AaBb
Kc = [AaBb]
[A]a [B]b
¿Qué datos necesitamos para determinar Kc?
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Complejo entre ácido salicílico y sales de Fe+2
• Cuando se agregan sales férricas a un compuesto fenólico se forman complejos fuertemente coloreados.
• Ley de Lambert y Beer:
A = ε l cA: absorbancia (λ)
ε : coeficiente de extinción molar (λ, compuesto, condiciones)
l : longitud del paso óptico de la cubeta
c : concentración del compuesto
Esta ley sólo es válida cuando hay una sola especie que absorbe
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Determinación de los coeficientes de reacción
Cuando reaccionan soluciones equimolares de los reactivos la cantidad máxima de producto se forma cuando las proporciones agregadas corresponden a los coeficientes de reacción.
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Determinación de los coeficientes de reacción
aA + bB AaBb
A = A0 – ax CA = c A0 = c VA/VT
B = B0 – bx CB = c B0 = c VB/VT
AaBb = x
[AaBb] x[A]a[B]b [(c VA/VT)-ax]a[(c VB/VT)-bx]b
VA aVB b
Kc = =
=
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Desarrollo experimental
Fe+2
Medimos absorbanciaA = ε l c
Ácido salicílico0.001M
Fe(NH4)SO4.12H2O0.001M
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Desarrollo experimental
199
-
2
3
4
5
6
7
8
9
VB (mL) Abs. (λ)
-Blanco
88
77
66
55
44
33
22
11
VA (mL)Tubo (#)
A=Ácido salicílico0.001M
B=Fe(NH4)SO4.12H2O0.001M
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Desarrollo experimental
IMPORTANTE!!!!
� La solución de ión férrico se hidroliza al conservarla y
por lo tanto debe prepararse en el momento (PM=482.19).
� El pH óptimo para la formación del complejo está entre
2.6 y 2.8. Este pH se consigue con soluciones muy
diluidas de HCl 0.002 M.
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Determinación del coeficiente de extinción molar del complejo
• Curva de calibración: Absorbancia vs. [complejo]
• Preparar soluciones de concentración conocida de complejo y medir Absorbancia.
Curva de Calibración
y = 1476.2x
R2 = 0.9964
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001
[Complejo] (M)
Ab
so
rba
ncia
(U
A) Tiene la forma de la ley
de Lambert-Beer, la pendiente es igual a (ε l).
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Acción de masas
A + B AB
Kc = [AB][A][B]
AB = xA = A0 – xB = B0 – x
SupongamosKc = 2
11000
1100
110
11
xBAB0A0
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Desarrollo experimental
[Fe]= (VBc/VT)/b
[AaBb] (M)
6
4
2
1
0.5
-
VB (mL) Abs. (λ)
45
64
83
92
9.51
10Blanco
VA (mL)Tubo (#)
A = Ácido salicílico0.001M
B = Fe(NH4)SO4.12H2O0.001M
• Agregar ácido salicílico sólido a
cada tubo.
• Medir absorbancia con precaución!
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Determinar Kc
• Con el coeficiente de extinción molar obtenido para el complejo se puede calcular la concentración.
• Con las fórmulas adecuadas se pueden obtener las concentraciones de A y B en el equilibrio.
• Con todos estos datos pueden calcular Kc.
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Determinar Kc
[AaBb][A]a[B]b
[B]0 -b[AaBb]
[A]0 -a[AaBb]
VB*cVT
VA*cVT
Absε l
Exp.
Kc[B][A][B] 0[A]0[AaBb]Abs.
¿Qué valor puede tener Kc?¿Qué significado tiene?
• Kc >> 1
• Kc << 1
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Calcular ∆Gr0
Conociendo la temperatura de trabajo y Kc se puede obtener ∆Gr
0 :
∆Gr0= - RT ln Kc
¿Qué valor puede tener ∆Gr0 ?
¿Qué significado tiene?
• ∆Gr0 >> 1
• ∆Gr0 << 1
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Discusión
• ¿Cuáles fueron los supuestos que tuvo que hacer para realizar los cálculos?
• ¿Los valores de concentración de las diferentes especies en el equilibrio son coherentes?
• ¿Los valores obtenidos para la constante de equilibrio y para la energía libre estándar fueron los esperados?, ¿Porqué?
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Discusión
Relacionando conocimientos...
• La energía estándar de reacción para la descomposición del H2O2 es –125.1 kJ,
• ¿Cuál es el valor de Kc?
• ¿Qué significado tienen estos valores?
• ¿Esto invalida los resultados del trabajo práctico anterior?