for uvs-14 informe final actividad-servicio para proyectos de quimica laboratorio 2016

UVS-2016

UNIDAD DE VINCULACIÓN CON LA SOCIEDAD

ESPOL

FOR-UVS-14

Página 1 de 10UVS 2015 Versión 01

[APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER EN EL EQUILIBRIO QUÍMICO DEL CO2]


INFORMACIÓN DEL PRACTICANTE

1.1. Nombres y Apellidos del practicante:Danny Bernardo Riofrio CoronelMichael Augusto Maza Chamba

1.2. Número de matrícula: 201602968201602992

1.3. Nombre de la carrera:Estudiantes de Ingeniería Mecánica.

1.4. Correo electrónico:[email protected]@espol.edu.ec

1.5. Número de teléfono:04-6000-1980990811897

INFORMACIÓN DEL DOCENTE TUTOR

2.1. Nombres y Apellidos del tutor: Marianita A. Pazmiño P.

2.2. Correo electrónico:[email protected]

2.3. Número de teléfono:0987110441

INFORMACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN/EMPRESA

3.1. Número de personas como Beneficiarios Directos1: 2 estudiantes

3.2. Número de personas como Beneficiarios Indirectos2: 800 estudiantes

3.3. Área geográfica que cubre el proyecto realizadoProvincia: GuayasCantón: Guayaquil

1 Los beneficiarios directos son aquéllos que participarán directamente en el proyecto, y por consiguiente, se beneficiarán de su implementación. (Fuente: http://www.fao.org/docrep/008/a0322s/a0322s04.htm)2 Los beneficiarios indirectos son, con frecuencia pero no siempre, las personas que viven al interior de la zona de influencia del proyecto. (Fuente: http://www.fao.org/docrep/008/a0322s/a0322s04.htm)


mailto:[email protected]


Código de la Zona (Ver FOR-UVS-12): 8Código del Distrito (Ver FOR-UVS-12): 09D08Código del Circuito (Ver FOR-UVS-12): 09D08C02, 09D08C04

3.4. Duración del Proyecto:Fecha de Inicio: 6 de mayo del 2016Fecha de Finalización: 29 enero de 2016

3.5. Razón Social de la Organización/Empresa BeneficiariaEscuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) – Facultad de Ciencias Naturales y matemáticas.

3.6. DirecciónCampus Gustavo Galindo, vía Perimetral, km 30.5.

3.7. Teléfono, Fax, Correo electrónicoOficinas – 042- 269550Dirección web: www.espol.edu.ec

3.8. Nombre del Representante Legal de la organización/empresa:Rector: Máster Sergio Flores.

3.9. Nombre de la persona o personas responsables del seguimiento de la actividad o servicio por parte de la organización/empresa:Mgter. Marianita Pazmiño, coordinadora de Laboratorios.

3.10. Resumen de la organización/empresa beneficiariaLa Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la ESPOL, por medio de la carrera de Ingeniería Química, presenta al final de cada semestre el proyecto de Química Aplicada en la materia de Química General 1 - Laboratorio, cuyo propósito es que los alumnos demuestren a la comunidad los conocimientos adquiridos durante su estudio en la materia, dando un aporte científico a la misma. Estos proyectos fueron propuestos desde el segundo semestre del año 2014, desde ese entonces se realizan semestralmente. Los estudiantes de cada paralelo investigan sobre proyectos de Química con aplicaciones a la vida, los cuales son aceptados por el docente que será reconocido como tutor, siendo ellos y la comunidad beneficiarios directos.La presentación final de los proyectos se la realiza durante una semana planificada al final del semestre, conocida como Semana de la Ciencia.

CONTENIDO DEL INFORME FINAL



4.1. Planteamiento del Problema4.1.1. Antecedentes

Los estudiantes politécnicos dentro del margen institucional son los primeros beneficiarios, ya que al fomentar la investigación e innovación se garantiza un proceso que se extiende a una comunidad contigua. Mediante el principio de le chatelier demostraremos el proceso de equilibrio que suscita en una reacción química y cómo podemos aplicarlo en un medio, todo esto se viene realizando desde el mes de mayo, teniendo una duración aproximada de tres meses, con el fin dar conocer a personas particulares los servicios y beneficios del proyecto los cuales se fundamentan en la aplicabilidad, dando un enfoque teórico y práctico.

4.1.2. Contexto del ProyectoNuestro proyecto se caracteriza por ser un modelo demostrativo y teórico del principio de le chatelier, en el aspecto físico se constituye de un prototipo que ejemplifica el proceso de una reacción química reversible, en cuanto a la situación demográfica será presentado en el campus prosperina, siendo orientado a una sociedad estudiantil de varias instituciones tanto públicas y/o privadas. Se estipula sustentar el conocimiento, claramente a partir de conceptos básicos y que llamen la atención para así promover en los estudiantes y el deseo de conocer más sobre el tema y como se aplica en la actualidad.

4.1.3. Definición del problemaLa ineficiencia del conocimiento basado en los procesos químicos que se dan en nuestro medio es en sí una marea de incertidumbre que se desea moldear, en la actualidad se pretende fomentar la investigación y el desarrollo de nuevos conceptos que nos garanticen mayor eficiencia en la sociedad, partimos del hecho demostrativo de los fenómenos que se suscitan en la naturaleza, y como esto nos ayuda a constituir una aplicabilidad beneficiaria en el campo laboral, social y educativo.De manera Explicita garantizamos que, si se trata de fomentar la investigación, el desenvolvimiento académico, el impulso de la ciencia, el proyecto vale la pena ya que así se promueve un grupo de estudiantes innovadores.

4.2. JustificaciónEn la práctica de equilibrio químico se llevará a cabo el estudio de la reacción del dióxido de carbono y ácido clorhídrico analizando por medio de un proceso experimental y con los respectivos cálculos teóricos, cada especie que reacciona, también como varia el rendimiento de cada una de las reacciones en función reactivos iniciales de cada especie que reacciona solamente al variar su cantidad.Para llevar a cabo el equilibrio químico se preparó los materiales correspondientes para proceder con la respectiva experimentación, utilizando materiales resistentes a la presión, y el cuales se puede evidenciar el proceso, todo esto se ha venido realizando con antelación con el fin de tener suficiente tiempo en la resolución del proyecto.



4.3 Objetivos Generales

Demostrar Experimentalmente el principio de le Chatelier utilizando dióxido de carbono en estado acuoso y gaseoso, para la justificación del equilibrio químico y su aplicación en un medio.

4.4 Objetivos Específicos- Observar cómo se produce un equilibrio químico en una solución acuosa para la

identificación de un proceso dinámico reversible.- Aplicar los conceptos de equilibrio químico para la diferenciación de un proceso

heterogéneo y homogéneo.- Corroborar de manera practica el equilibrio químico del dióxido de carbono para la

interpretación de los resultados obtenidos.4.5 Actividades Realizadas

Fecha de Inicio de la actividad o servicio: 06/05/2016 Fecha de finalización de la actividad o servicio: 19/08/2016 Total de horas empleadas en la actividad o servicio: 18 horas

4.6 Análisis y evaluación de las actividades o servicios realizadosa. Para la resolución de este proyecto se ha reunido los materiales previamente, se

ha investigado corroborados datos y se ha evaluado de forma teórica y experimental los procesos que se dan dentro del equilibrio químico, buscando ser concisos y de una manera amena sustentar la importancia de fortalecer el conocimiento sobre el equilibrio químico, enfatizando la aplicación de los conocimientos adquiridos en nuestra institución y relacionando los resultados.

b. Se invirtió un promedio de 18 horas en la resolución del proyecto distribuyendo 10 horas de investigación y 8 horas de practica y evaluación de los resultados, en este último se trató de corroborar los cálculos teóricos y prácticos.

c. En cuanto a las materias que los dos participantes del proyecto seguimos, las detallamos a continuación: introducción a las energías renovables, laboratorio de química, cálculo de una variable, química general I, comunicación I, cabe recalcar que la mayor influencia para la resolución de este proyecto, se fundamenta en las materias que tienen la relación directa con la resolución del proyecto dando énfasis a laboratorio de química en cuanto a la resolución de informes los cual nos ayuda a sostener un nivel súper importante de escritura y planteo de objetivos, al complementarse con química general I se garantiza un aprendizaje de calidad.

4.7 MARCO TEÓRICO

El Principio de Le Châtelier nos ayuda a determinar en qué dirección se desplaza una reacción en equilibrio, cuando se aplica una tensión externa, es decir un cambio de concentración, presión, volumen o temperatura en un sistema de equilibrio, el sistema se



ajustará de tal manera que se cancela dicha tensión, alcanzando una nueva posición de equilibrio. (Brown, 2014), (Chang, 2010)El equilibrio químico es un proceso dinámico que se suscita en una reacción química reversible, se logra cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen constantes, esto se conoce como equilibrio químico.Esto se puede comparar con el movimiento de los esquiadores en un centro de esquí lleno de personas, donde el número de esquiadores que suben a la montaña por el teleférico, es igual al número de esquiadores que bajan deslizándose, podemos observar que, aunque existe un traslado constante de esquiadores la cuantía de personas que sube a la cima y la que desciende no varía. (Darrell D. Ebbing, 2010), (Chang, 2010)

En algunos equilibrios tales como el sistema de hidrógeno, nitrógeno y amoniaco, se observa una participación de sustancias en distintas fases.Como es de esperarse, en las reacciones reversibles donde intervienen reactivos y productos como ya lo hemos mencionado nos conduce a un equilibrio heterogéneo, por ejemplo: el carbonato de calcio se calienta en un recipiente cerrado y se establece el siguiente equilibrio.

CaCO3 (s ) CaO ( s )+CO2(g)Entonces los dos sólidos y el gas constituyen tres fases distintas, si establecemos una constante de equilibrio tenemos:

K c´=

[CaO ] [CO2 ][CaCO 3 ]

La concentración de un sólido en parangón con la densidad es una propiedad intensiva, por lo tanto, no depende de la cantidad de sustancia, por tal motivo, los términos [CaCO3 ]y [CO ] son en sí constantes pudiéndose combinar con una constante de equilibrio.

[CaCO3 ][CO ]

∗K c´=K c= [CO2 ]

La nueva constante de equilibrio entonces quedará expresada en términos de una sola concentración la cual será CO2, notamos que el valor de la constante de equilibrio en ningún caso depende de la cantidad de CaCO3 y CO presentes.

De manera alternativa la constante de equilibrio se expresa:

K p=PCO2

Entonces la magnitud de esta constante es igual a la presión del dióxido de carbono, siendo una magnitud de fácil medición. (Brown, 2014)

El equilibrio homogéneo se aplica en las reacciones donde todas las sustancias reactivas se encuentran en una misma fase, el tetraóxido de dinitrógeno (N2O2 ), es claro ejemplo de equilibrio en una fase gaseosa.



K c=[NO2 ]2

[N2O 4 ]

Si observamos el subíndice de la constante nos muestra que las concentraciones de las sustancias de los reactivos se expresan en moles por litro (molaridad).La concentración de los productos y los reactivos en las reacciones de gases se expresan en términos de sus presiones parciales. La presión p de un gas está en una relación directa con la concentración mol/L del gas, de la siguiente manera, P= (n/V)*RT.Posteriormente la constante para el proceso de equilibrio será:

N 2O4 2NO2

K p=PNO2

2

PN2O4

Donde PNO2

2 y PN2O4 son presiones parciales de equilibrio de NO2 y N2O4 , K p indica que la concentración que está en equilibrio se expresa en términos de presión. K c difiere de K p ya que las presiones parciales de reactivos y productos son diferentes a sus respectivas concentraciones molares. (Brown, 2014)

4.8 METODOLOGÍA DE TRABAJO (TÉCNICAS Y PROCEDIMIENTOS)

Dentro del proceso sistemático que se realizó al llevar a cabo este proyecto podemos enfatizar el hecho de la previa investigación al tema, buscando la información que sustente nuestras expectativas y necesidades sobre las cuales se fundamentaría la aplicabilidad del mismo, cabe mencionar que la primera parte del proyecto en cuanto al desarrollo teórico, lleva más tiempo ya que concierne el hecho de escoger los procesos más factibles y ubicar una estructura básica pero eficiente, siendo nuestra principal meta la innovación y dar a conocer la importancia del principio equilibrio químico de Le Chetelier, nuestro proyecto consiste básicamente en un prototipo de maqueta donde se puede evidenciar el proceso de equilibrio químico en una reacción reversible, de esta forma damos sustento a la teoría establecida fomentamos la investigación y damos a conocer un tema muy valioso, cabe recalcar que se ha utilizado libros muy importantes, tales como Brow, Chang, Darrell D. Ebbing, entre otros, todo esto con el fin de mantener claramente los aspectos teoricos, en cuanto a la parte del modelado fisico del prototipo de maqueta se busco en la internet un modelo cilindrico con una valvula de presion en la cual se demostrara y se podra observar una reaccion en equlibrio mediante una factor muy conocido, el cual es la presion.Este proyecto sustenta un carácter explicativo y demostrativo de un principio aplicativo en diferentes ámbitos, tanto en la industria como en la vida diaria, dando así un esquema amplio y vistoso el cual nos compete a todos por igual y llama la atencion de un publico diverso, nuestros objetivos son aplicativos, los cuales se basan en un esquema de modelado practico el cual podra aplicarse con muchas utilidades en la actualidad.



4.9 RESULTADOS

Agua + Carbonato de calcio + ácido clorhídrico Agua + dióxido de carbono + cloruro de calcioH 2O (l)+CaCO3 (s )+2HCL (ac ) H 2O (l)+CO2(g)+CaC L2(ac)

4.10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES- Es necesario tener cuidado con el recipiente, el cual soportará la presión del gas de

dióxido de carbono, por cual deberá ser de un material altamente resistente.- El equilibrio químico se logra cuando las velocidades de las reacciones directa e

inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen constantes.

- Mantener en un lugar fresco las pipetas de dióxido de carbono y evitar el contacto de este gas con la piel ya que podríamos causar lesiones.

- El equilibrio homogéneo se aplica en las reacciones donde todas las sustancias reactivas se encuentran en una misma fase.

4.11 APLICABILIDADEl equilibrio químico en la actualidad es usado frecuentemente en la vida cotidiana, por ejemplo, en la industria cervecera la ley de Le Chatelier basada en el equilibrio químico, es muy usada para determinar el tiempo y la velocidad de la fermentación.También en lo que son las industrias de producción de alimentos y en la medicina se emplea el equilibrio químico para conocer el período de caducidad de los alimentos y medicamentos.

ELABORADO POR:

Danny Bernardo Riofrio Coronel Michael Augusto Maza Chamba

REVISADO POR: REVISADO POR:

Mgter. Marianita Pazmiño Persona que hizo el seguimiento.


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