Indice:1.- Observaciones(2)2.- Fundamento terico..(2)3.-Observaciones.(4)4.-Tratamiento de datos.(4)5.-Calculos y resultados.(5)6.-Discusin de resultados(9)7.-Concluciones..(9)8.-Recomendaciones(10)9.-Bibliografia.(10)

Equilibrio qumico homogneo en la fase liquida1. Objetivos: Determinar la constante de equilibrio de una reaccin qumica. Estudiar el significado de la constante de equilibrio.

2. Fundamento Terico:Equilibrio qumico:Es un estado de un sistema qumico en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que siguen reaccionando entre si las sustancias presentes.

En la mayora de las reacciones qumicas, los reactivos no se consumen totalmente para obtener los productos deseados, sino que, por el contrario, llega un momento en el que parece que la reaccin ha concluido. Podemos comprobar, analizando los productos formados y los reactivos consumidos, que la concentracin de todos permanece constante.

Es decir que el equilibrio quimico se establece cuando existen dos reacciones opuestas que tienen lugar simultneamente a la misma velocidad.

Constante de equilibrioConsideremos la reaccin: aA + bB cC +dD, en equilibrio. Sean [A], [B], [C], y [D], las concentraciones molares de las especies en el equilibrio.

La velocidad de la reaccin directa (hacia la derecha), si es un proceso elemental ser:

Mientras que para la reaccin inversa vale:

En las expresiones anteriores, Kd y Ki son las constantes de velocidad especficas para ambas reacciones, derecha e izquierda respectivamente. Como, por definicin, ambas velocidades son iguales en el equilibrio Vd=Vi, se cumple que:

Pasando ambas constantes al mismo lado, y las concentraciones al otro:

Como a la temperatura a la que se ha realizado el proceso Kd y Ki son constantes, se puede escribir que:

Y por lo tanto:

Esta constante, Kc, es la que se denomina constante de equilibrio.La magnitud de Kc nos informa sobre la proporcin de los reactivos y productos en el equilibrio qumico, as: Cuando Kc > 1, en el equilibrio resultante la mayora de los reactivos se han convertido en productos. Cuando Kc , en el equilibrio prcticamente solo existen los productos. Cuando Kc < 1, indica que, cuando se establece el equilibrio, la mayora de los reactivos queda sin reaccionar, formndose pequeas cantidades sin reaccionar.

3. Observaciones: En esta reaccin se us HCl como catalizador debido a que la reaccin es muy lenta. Aunque lo ideal haya sido esperar una semana para que la reaccin llegue al equilibrio, solo se esper uno hora. En esta ocasin solo se trabaj con CH3COOC2H5.

4. Tratamiento de datos:

DATOS EXPERIMENTALES

Frascos NVolmenes de reactivos (mL)Volumen de NaOH gastado (mL)

HCl 3.0 NCH3COOC2H2H2OTitulacin 1Titulacin 2

15.05.0-1.61

25.04.01.00.80.4

35.03.02.00.70.6

45.02.03.00.60.7

DATOS BIBLIOGRAFICOS

SustanciaDensidad a 20C (g/mL)Masa molecular (g/mol)

HCl 3.0N1.124 g/mL36.46

CH3COOC2H50.902 g/mL88.10

H2O0.998 g/mL18.02

Fuente: http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/844816962X.pdf

5. Clculos y resultados:

Numero de molesCH3COOH+ C2H5OH CH3COOC2H5+ H2O

n al inicio:--

xx-x-x

n en el instante ti:xx- x- x

Despus de haber titulado, con los datos de las masas, determinar el nmero de moles de cido actico presentes en el equilibrioNumero de moles de CH3COOHNmoles de CH3COOHTubo #1Tubo #2Tubo #3Tubo #4

# milimoles 1era-0.7-1.1-1.15-1.2

# milimoles 2da-1.0-1.3-1.2-1.15

Con los valores hallados para las concentraciones de las sustancias en equilibrio calcular la constante de equilibrio para cada una de las muestras.

CLCULO DEL NMERO DE MOLES DE CH3COOC2H5:

CLCULO DEL NMERO DE MOLES DE H2O:

N de moles iniciales

SustanciaFrasco N1Frasco N2Frasco N3Frasco N4

CH3COOC2H50.0510.04080.03060.0204

H2O0.28150.33680.39210.4474

CALCULANDO LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5+ H2O

n al inicio:--

xx- x- x

n en el instante ti:xx- x - x

NCH3COOH = NC2H2OHPero x es igual a los nmeros de moles del CH3COOH :N de moles finales

SustanciaFrasco N1Frasco N2Frasco N3Frasco N4

CH3COOC2H50.050.03980.02960.0194

H2O0.28050.33580.39010.4464

CH3COOH -0.001-0.0013-0.0012-0.00115

C2H5OH -0.001-0.0013-0.0012-0.00115

Constantes de equilibrio K

Tubo #1Tubo #2Tubo #3Tubo #4

1era titulacin(inicial)29774.979611700.83479440.973536729

2da titulacin(final)146908422.491128685.3757309.07561

Busque informacin (libros, revistas, etc) un ejemplo de equilibrio qumico homogneo en fase liquida de la reaccin:

CH3COOH (ac) + CH3CH2OH (l) CH3COOC2H5 (ac) + H2O (l)

La esterificacin de un cido carboxlico utilizando un catalizador cido es conocida como esterificacin de Fischer-Speier, o simplemente esterificacin de Fischer, y fue descrita por primera vez en 1895 porEmil Fischer y Arthur Speier. El catalizador cido ms utilizado en la eterificacin de Fischer-Speier es el cido sulfrico (H2SO4).Los cidos carboxlicos, de frmula R-COOH, pueden ser muy dbiles para una reaccin de esterificacin. Un dador de protones ms fuerte potenciar la reaccin haciendo que el cido carboxlico se comporte como si fuese el mismo un dador de protones fuertes. El cido sulfrico realiza esta funcinen la esterificacin al inyectar un protn en la estructura del cido carboxlico:R-COOH + H2SO4 R-C+(OH)2 + HSO4-

La molcula de alcohol, R-OH, con el tomo de oxgeno rico en electrones, es atrado por la estructura carboxlica protonada y se forma el siguiente complejo:R-C+(OH)2 + R'-OH R-COH(O+H2)-OR'

Este complejo no es muy estable y se estabiliza hacia la molcula energticamente ms favorable (el ster) liberndose una molcula de agua y un protn (H+). El protn es utilizado entonces para regenerar el cido sulfrico:R-COH(O+H2)-OR' + HSO4- H2SO4 + H2O + R-COO-R'

Comoel cido sulfrico se regenera y no es consumido en la reaccin, acta como catalizador y no como reactante.El cido sulfrico como catalizador en reacciones de esterificacin no es utilizado, en general, cundo intervienen alcoholes terciarios (grupo hidroxilo unido a una cadena de tres carbonos). Estos alcoholes en presencia de cido sulfrico pueden sufrir deshidratacin fcilmente sin la formacin de steres. Por ejemplo, el isobutanol, de frmula (CH3)2CHCH2OH, en presencia de cido sulfrico sufre deshidratacin y se forma isobutileno, de frmula (CH3)2C=CH2.(CH3)2CHCH2OH + H2SO4 (CH3)2C=CH2 + H2O + HSO4-Por tanto, la esterificacin con cido sulfrico u otros cidos fuertes no es un mtodo viable para preparar steres terciarios.

6. Discusion de resultados: Tomamos en cuenta las moles de H2O del HCl diluido aunque este actu como catalizador ya que interviene en la concentracin inicial del H2O Al titular la mezcla tuvimos que utilizar una base, debido a que la mezcla es acida ya que contiene cido clorhdrico y cido actico.

7. Conclusiones El cido clorhdrico que utilizamos como catalizador no reacciona, las moles al inicio y al final son iguales, solo interviene en la titulacin ya que esta sera otra reaccin fuera del equilibrio. En este caso no estaramos analizando las constantes de equilibrio sino los cocientes de masa, con estos datos podramos obtener la concentracin que falta para llegar al equilibrio En el experimento se debi requerir de ms tiempo aproximadamente una semana, para tener una menor cantidad de error, por eso los clculos obtenidos tienen cierto error.

8. Recomendaciones Para obtener un mejor resultado se tendra que haber titulado la mezcla despus de una semana para que as el sistema llega completamente al equilibrio Se debe titular gota a gota la mezcla ya que tan solo una gota puede hacer que la mezcla cambie de color

9. Bibliografa

Libros: John H. Perry. Manual del ingeniero qumico. Mxico DF-Mxico, McGraw-Hill, 1980, pg: 250 y 256 _Atkins y Paula Fsico Qumica Pg. 151-166

Web http://www.uia.mx/campus/publicaciones/quimanal/pdf/4equilibrioquimico.pdf http://fresno.pntic.mec.es/~fgutie6/quimica2/ArchivosHTML/Teo_2_princ.htm http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/844816962X.pdf http://www.ieslaaldea.com/documentos/fisicayquimica/equilibrioquimico.pdf