UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN

Informe Experimental

Determinar experimentalmente la relación cualitativa entre el desplazamiento de un sistema en equilibrio (reacción de metátesis)

y la concentración de las especies.

Carrera: Bioquímica Diagnóstica Grupo: 2251

Semestre 2016-II

Planteamiento del problema

Determinar experimentalmente la relación cualitativa entre el desplazamiento de un sistema en equilibrio (reacción de metátesis) y la concentración de las especies.

Introducción

Todos los procesos químicos evolucionan desde los reactivos hasta la formación de productos a una velocidad cada vez menor, ya que a medida que transcurre hay menos cantidad de reactivos y van apareciendo moléculas de los productos, estos pueden reaccionar entre sí y dar lugar a nuevos reactivos. El proceso continua hasta que la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición de estos para formar nuevamente reactivos.

Existen reacciones químicas llamadas reacciones de metátesis o de doble sustitución que ocurren cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias. Se presentan cuando las sustancias reaccionantes están en estado iónico por encontrarse en solución, combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias que permanecen estables en el medio reaccionante.

El equilibrio químico compete al estado de un sistema reaccionante reversible, en el cual no se observan cambios macroscópicos, es decir, es un proceso dinámico en el que continuamente los reactivos se están convirtiendo en productos y los productos en reactivos; dicho equilibrio se establece cuando existen dos reacciones opuestas que tienen lugar simultáneamente a la misma velocidad. Para que un sistema se encuentre en equilibrio esté debe cumplir con las condiciones de ser una reacción reversible, así como de tener un sobrante de reactivos para reaccionar, esto es, que no se lleve a cabo la reacción al 100 % en condiciones establecidas.

Para el estudio de un sistema en equilibrio se manejan dos conceptos:

o Principio de Le Châtelier.

Se maneja de forma cualitativa, para conocer si un sistema en equilibrio es alterado al modificar las condiciones que se establecieron para lograr el mismo, estos cambios pueden darse en las concentraciones de los reactivos y/o productos, la presión, el volumen y la temperatura del sistema (hecho que provoca la ruptura del equilibrio), el sistema se desplaza en la dirección que contrarreste al mínimo dicha perturbación, lográndose un nuevo estado de equilibrio.

AB + CD AC + BD

o Ley de acción de masas

Se maneja de forma cuantitativa y nos indica que en un proceso elemental, el producto de las concentraciones de los productos en el equilibrio elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es un valor constante para cada temperatura.

Donde:

Keq: Constante de equilibrio para la reacción.[A; B; C; D]: Concentración molar de reactivo o producto.[a; b; c; d] : Coeficiente estequiométrico respectivo en la reacción.

Sí K<1 la reacción es muy reversible y se encuentra desplazada a la izquierda; K>1 la reacción tiene un rendimiento alto y se desplaza a la derecha; sí K=1 la reacción tiene 50% de productos y 50% de reactivos.

Objetivo General.

Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema de metátesis y los factores que pueden modificarlo.

Objetivos particulares.

Describir las propiedades fisicoquímicas de los compuestos del sistema Analizar el desplazamiento del equilibrio químico del sistema de

metátesis con base al principio de le Châtelier y la estequiometria. Conocer y determinar los factores que alteran el equilibrio químico de un

sistema. Conocer las condiciones de un sistema en equilibrio

Asignación de variables.

o Variable Dependiente: Desplazamientoo Variable Independiente: Concentración o Variables de Control: Presión y temperatura

Hipótesis

El desplazamiento del equilibrio químico del sistema FeCl3+ 3NH4SCN ↔Fe (SCN)3 + 3NH4Cl cambiará en función de la temperatura, concentración y estequiometria del mismo.

Metodología experimental

o Sujeto de estudio: Reacción de metátesis FeCl3+ 3NH4SCN ↔Fe (SCN)3 + 3NH4Cl

Material Sustancias

4 vasos de precipitados de 250mL 1mL de disolución FeCl3 0.1M

1 probeta graduada de 100 mL 1mL de disolución NH4SCN 0.1M1 pipeta de 1mL 1mL de disolución NH4Cl 1M1 tubo de ensaye1 Agitador de vidrioMechero BunsenTripié

Tela de asbesto

o Procedimiento experimental

1. Mezcla en un tubo de ensaye 3mL de NH4Cl (0.1M) con 1mL de FeCl3

(0.1M)2. Vierte la mezcla anterior a una probeta de 100mL con agua destilada y

agita cuidadosamente. 3. Divide la disolución anterior, en cuatro partes iguales y deposita en los

vasos de precipitados respectivamente4. Enumera los vasos, de tal manera que un vaso de precipitados quede

como la muestra testigo, está muestra no se le realizará cambio alguno. 5. A los vasos restantes, agrega 1mL de FeCl3 , NH4SCN, NH4Cl

respectivamente, observa y toma nota.

Tabla de resultados experimentales

Muestras ObservacionesTestigo

Se torna de color naranja

FeCl3

El color cambio a rojo-negro respecto del testigo.

NH4SCN

Se torna a rojo, en relación al testigo.

NH4Cl

Toma una coloración naranja claro, es más ligero que el testigo.

Análisis de resultados

Se produce una reacción de metátesis al mezclar los reactivos FeCl3 y NH4SCN formando Fe(SCN)3 y NH4Cl por lo que podemos decir que el producto de dicha reacción obtuvo un color rojo-negro por las propiedades químicas del Fe(SCN)3

En la muestra a la que se le añadió FeCl3, obtuvo un color más oscuro, es decir que la mezcla se desplaza hacia la derecha (productos) por lo que al momento de aumentar la cantidad de reactivos, el equilibrio se rompe causando la formación de más Fe(SCN)3; caso contrario al agregar NH4Cl porque se aumentó la concentración de los productos, entonces para que la reacción llegue a su equilibrio se desplaza hacia la izquierda reactivos). En cambio al agregar NH4SCN el color del sistema obtenido es más intenso en relación a la muestra testigo, es decir que se aumentó la concentración de los reactivos (FeCl3) y como consecuencia el equilibrio se rompe cuando el sistema se desplaza hacia los productos.

Conclusiones

Podemos concluir que la reacción que se llevó experimentalmente a cabo cumple con lo predicho en el principio de Le Châtelier y la ley de acción de masas, ya que se demostró que se trabajó con una reacción reversible, por lo que cumple con las características de lo antes mencionado. Por lo anterior podemos decir que la hipótesis se cumplió y que se llegaron a los objetivos planteados.

Referencias

1) Chang, Raymond. (2002). Química. 7ed. Mc Graw Hill. México. Pp. 4752) Dickerson, Richard y Gray Harry (1992). Principios de química. Reverté.

México. Pp. 987