UNIVERSIDAD CATLICA DE SANTA MARA

FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERAS CIVIL Y DEL AMBIENTEPROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL

Equilibrio QumicoAUTORES: Cutipa Valdivia Jeshmenia Rossybel (P.P Ingeniera Ambiental, F.A.I.C.A.; Campus U.C.S.M. Arequipa, PER) Ayta Huamani Hilda Rosa(P.P Ingeniera Ambiental, F.A.I.C.A.; Campus U.C.S.M. Arequipa, PER) Medina Rodrguez Milagros (P.P Ingeniera Ambiental, F.A.I.C.A.; Campus U.C.S.M. Arequipa, PER) Pacori Condori Mara del Solar (P.P Ingeniera Ambiental, F.A.I.C.A.; Campus U.C.S.M. Arequipa, PER)

AREQUIPA-PER2014

Practica n 11Equilibrio QumicoResumen Muchas reacciones qumicas tienen lugar disminuyendo la concentracin (o la masa) de las sustancias reaccionantes y terminan cuando prcticamente, se ha consumido la sustancia limitante de la reaccin. Estas reacciones se denominan irreversibles. Sin embargo, muy frecuentemente, la reaccin "se paraliza" permaneciendo en equilibrio una mezcla de productos de reaccin y reactivos no consumidos. Se dice entonces, que el proceso es reversible y que hay una evolucin en ambos sentidos hasta alcanzar dicho equilibrio, en el cual la velocidad de la reaccin directa es igual a la de la reaccin inversa. Hay reacciones muy lentas y que aparentemente no ocurren, pero las elegidas en esta prctica, transcurren en tiempos muy pequeos y pueden observarse inmediatamente los efectos que el cambio de concentracin en los reactivos o productos, o de la temperatura, tienen sobre el equilibrio alcanzado. El comportamiento observado responde a un principio general que fue establecido en 1884 independiente y simultneamente por F. Brauny H. Le Chatelier. El texto tal y como fue enunciado por Le Chatelier establece que "una reaccin qumica que es desplazada del equilibrio por un cambio de las condiciones (concentracin, temperatura, presin, volumen) evoluciona hacia un nuevo estado de equilibrio en la direccin en la que, al menos parcialmente, compense el cambio experimentado.Palabras clave: Irreversible, equilibrio, concentraciones, estado de equilibrio.AbstracMany chemical reactions take place lowering the concentration ( or mass ) of reactants and end when practically , the constraint has been consumed the reaction substance . These reactions are called irreversible . However, very often , the reaction " freezes " balance remaining in a mixture of reaction products and reagents consumed. It is then said that the process is reversible and there is an evolution in both directions to achieve that balance, in which the forward reaction rate equals the reverse reaction. There are very slow reactions and apparently do not occur , but the chosen in this practice , it takes very little time and the effects of the change in concentration in the reactants or products, or temperature have on the balance achieved can be immediately observed. The observed behavior reflects a general principle which was established in 1884 independently and simultaneously by F. Brauny H. Le Chatelier . The text as it was enunciated by Le Chatelier states that " a chemical reaction that is displaced from equilibrium by a change in conditions (concentration , temperature , pressure, volume ) evolves into a new state of equilibrium in the direction in which , at least partially , compensate the experienced change.

Keywords :

Irreversible, balance, concentration , equilibrium state.

Introduccin El equilibrio qumico es el estado al que evoluciona de forma espontnea un sistema qumico, en el que tiene lugar una reaccin qumica reversible. Cuando se alcanza esta situacin, desde el punto de vista macroscpico, se observa que las concentraciones de las sustancias, tanto reactivos como productos de la reaccin, permanecen constantes a lo largo del tiempo. Desde el punto de vista microscpico los procesos siguen teniendo lugar indefinidamente: continuamente los reactivos se transforman en productos y estos a su vez reaccionan para producir los reactivos de partida, pero al hacerlo a igual velocidad, las concentraciones de ambos no varan. As pues se trata de una situacin dinmica. El equilibrio qumico es un fenmeno cuya naturaleza dinmica permite su modificacin con slo variar algunos factores de los que depende, como temperatura, presin, volumen o concentraciones de las sustancias que intervienen en la reaccin, lo cual resulta de vital importancia para aumentar el rendimiento de los procesos industriales, por ejemplo. Las modificaciones en el estado de equilibrio provocan desplazamientos que se pueden predecir en este nivel cualitativamente a partir del principio del qumico francs henrilouis le chtelier (1850 1936), segn el cual, al perturbar un sistema en equilibrio ste evoluciona espontneamente hacia un nuevo estado de equilibrio oponindose a la perturbacin producida

Objetivos:

Fijar el concepto de equilibrio qumico mediante el estudio experimental de distintas mezclas de reaccin. Observar cmo las mezclas alcanzan distintos puntos de equilibrio. Observar cmo se puede modificar el estado de equilibrio alterando condiciones tales como concentracin de las sustancias implicadas, temperatura, etc.

MARCO TEORICO1. Equilibrio qumicoEn un proceso qumico, el equilibrio qumico es el estado en el que las actividades qumicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningn cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sera el estado que se produce cuando una reaccin reversible evoluciona hacia adelante en la misma proporcin que su reaccin inversa. La velocidad de reaccin de las reacciones directa e inversa por lo general no son cero, pero, si ambas son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de las concentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina equilibrio dinmico[.][]2. Ley de accin de masas. Constante de equilibrio (kc)Para una reaccin cualquiera (a A + b B + .... c C + d D + ) se define la constante de equilibrio (KC) de la siguiente manera:

Siendo las concentraciones medidas en el equilibrio (no confundir con las concentraciones iniciales de reactivos y productos). Se denomina constante de equilibrio, porque se observa que dicho valor es constante (dentro un mismo equilibrio) si se parte de cualquier concentracin inicial de reactivo o producto.

El valor de KC, dada su expresin, depende de cmo se ajuste la reaccin. Es decir, si la reaccin anterior la hubiramos ajustado como: H2(g) + I2(g) -> HI (g), la constante valdra la raz cuadrada de la anterior. La constante KC cambia con la temperatura.

3. Constante de equilibrio (kp). Relacin con kc.En las reacciones en que intervengan gases es ms sencillo medir presiones parciales que concentraciones. As en una reaccin tipo: a A + b B c C + d D, se observa la constancia de Kp viene definida por:

En la reaccin: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)

Donde n = incremento en n de moles de gases (n productos n reactivos)

4. Factores que modifican el equilibrio qumico

a. variacin del equilibrio con la temperatura

El equilibrio puede ser desplazado en un sentido o en otro si vara la temperatura.-Si la temperatura aumenta, T2 T1, las reacciones endotrmicas quedan favorecidas.- En cambio, si la reaccin es exotrmica, quedarn desfavorecidas.-Si la temperatura disminuye, T2 T1, las reacciones endotrmicas quedarn desfavorecidas y las exotrmicas favorecidas.- Por ejemplo:CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) H = + 31,14 kcal/molUn aumento de temperatura favorece la formacin de productos.- La magnitud la constante de equilibrio aumenta con el incremento de la temperatura si la reaccin es endotrmica y disminuye si la reaccin es exotrmica.-

b. Variacin del equilibrio con la presin

El equilibrio qumico puede ser desplazado cuando la presin total del sistema vara.- Segn la ley de Boyle, para un sistema en equilibrio y a temperatura constante, se tiene que P x V = constante.- si variamos la presin, el volumen vara de tal manera que el producto de estas dos variables se mantenga constante.- De tal modo , que al aumentar la presin externa, el equilibrio qumico se desplaza favoreciendo la una disminucin de presin favorece el desplazamiento en el sentido de produccin de ms moles de sustancias gaseosas.- Ejemplo:En la formacin de amonaco N2(g) + 3 H 2(g) 2 N H3(g)Un cambio en la presin afectar el sistema en equilibrio.- Si aumenta la presin externa, el equilibrio se desplaza hacia donde hay un menor nmero de participantes, con el fin de ejercer menos presin, es decir, hacia la derecha.-

c. variaciones del equilibrio con la concentracin

Una de las caractersticas del equilibrio qumico es que una vez que se ha alcanzado, la concentracin de productos y reactantes permanecen constantes mientras no vara la presin y la temperatura.- Sin embargo, el equilibrio se puede modificar, sin cambiar las otras variables, si aumentamos o disminuimos la concentracin existente en el equilibrio, obtenindose un nuevo equilibrio con nuevas concentraciones en l.-Ejemplo: en la reaccin C2 H2(g) + 2 H2(g) C2 H 6(g) si aumentamos la cantidad de hidrgeno una vez alcanzado el equilibrio, el equilibrio se va a desplazar hacia la derecha, es decir , hacia a la formacin de productos.-

d. Influencia de los catalizadores

Un sistema en equilibrio qumico no es afectado cuando se aade un catalizador.- Este no hace a cambiar la concentracin de las sustancias que se encuentran en el equilibrio..- El catalizador afecta nicamente la velocidad con que el sistema alcanza el estado de equilibrio.- Los efectos de los factores analizados, sobre el estado de equilibrio se pueden resumir en el llamado Principio de Le Chatelier-Braun: si sobre un sistema en equilibrio se ejercen acciones perturbadoras, tiene lugar una reaccin que desplaza el equilibrio en la direccin que contrarreste tal accin.

MATERIALES Tubo de prueba (6) Piceta Cuenta gotas GradillaREACTIVOS Solucin de Solucion de HCl Solucin de Solucin de KOH 1 M

RESULTADOS

EQUILIBRIO QUIMICO HOMOGENEO

Evaluacin Cualitativa de una reaccin qumica reversible

K2Cr2O7 + KOH --- K2CrO4 + H20

K2CrO4 + KOH --- KCrO4 + KOH

Ecuacin Inica

Cr2O7 + OH --- CrO4 + H2OEcuacin molecular

K2Cr2O7 + HCl --- Cl2 + CrCl3 + KCl

K2CrO4 + HCl --- CrO4 + KCl + H02

Ecuacin Inica

CrO4 + H --- Cr2O7 + H2O

Ecuacion Molecular

K2Cr2O7 + KOH --- K2CrO4 + H20

K2CrO4 + HCl --- CrO4 + KCl + H02

CONCLUSIONES

El equilibrio qumico es un proceso dinmico y no esttico en el que reactivos y productos se van generando y desapareciendo durante todo el tiempo. El equilibrio qumico se puede alterar en uno u otro sentido de la reaccin modificando los factores correspondientes a concentracin de reactivos y productos, temperatura y presin.

BIBLIOGRAFIA

Qumica DCIMA EDICIN. Raymond Chang (pg. 164) Http://www.cmark-gip.es/jano/quimica/equiquigases/equiquigases1.htm (ejercicios resueltos Gua de prcticas FISICO QUIMICA Ing. Mario Lpez Ponce Http://www.cepaxarquia.org/webquest/webquest/soporte_horizontal_w.php?Id_actividad=735&id_pagina=5 Es.slideshare.net/Pamen2009/equilibrio-qumico-19984026 Www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico7.pdf