Equilibrio Químico.docx

Equilibrio químico: efecto del cambio de temperatura Universidad Autónoma de Ciudad Juárez Instituto de Ciencias Biomédicas Departamento de Eléctrica y Computación

Resumen El estado de equilibrio químico en el que se encuentre cierta reacción química se puede ver alterado por diferentes cambios de temperatura, ya que si una reacción química se encuentra en equilibrio pero se modifica la temperatura, se verá alterado por lo que dejara de estar en estado de equilibrio y tendrá la finalidad de volver a alcanzar un nuevo estado de equilibrio. En este experimento se realizó con cierta reacción dada, cloruro de cobalto II (CoCl2) con ácido clorhídrico (HCl), donde al aplicarle cierta temperatura se produjo un efecto en la coloración de la reacción. Por lo que de igual manera la temperatura definía si era una reacción exotérmica o endotérmica. Introducción

Donde:

Las reacciones exotérmicas, son aquellas que van acompañadas de desprendimiento de energía. (Sierieda, 1979). Exotérmica ∆𝐻 < 0 (Sierieda, 1979). Endotérmica ∆𝐻 > 0 (Sierieda, 1979).

∆H°: entalpía estándar de la reacción

Cuando en un sistema de equilibrio se modifica la temperatura, deja de estar en equilibrio porque se modifica el valor de la constante de equilibrio. Así, a una temperatura T1 la constante vale K1, y a una temperatura T2, la constante vale K2. La reacción entre estas magnitudes viene dada en la denominada ecuación de Van´t Hoff. (Químicatube, 2015). 𝐼𝑛

𝑘1 ∆𝐻° 1 1 =− ( − ) 𝑘2 𝑅 𝑇1 𝑇2

R: constante de los gases ideales K1: Constante temperatura T1 K2: Contante temperatura T2

de de

equilibrio

a

la

equilibrio

a

la

(Químicatube, 2015). Supongamos que la reacción es endotérmica, entonces ∆H°, es positiva. Si T2 > T1, entonces 1/T2 < 1/T1 y el término en el paréntesis es también positivo. Por lo tanto, In(K2/K1) es positivo, lo cual implica que K2/K1 > 1 y por consiguiente K2 > K1. Es decir, un aumento de la temperatura favorece la información de producto si la reacción es endotérmica. Se predice el efecto opuesto para una reacción endotérmica

porque ∆H°, es entonces negativo. (Atkins y Jones, 2006). Objetivo Observar el efecto del cambio de temperatura en la posición de equilibrio para un sistema químico. Hipótesis Una variación de la temperatura, modificará la constante de equilibrio en un sistema químico. Al aplicar temperatura a la reacción dada, dejara de estar en equilibrio hasta que alcance de nuevo el equilibrio químico. Además al añadir HCl a la reacción se facilitara observar si absorbe o libera calor. Al colocar la reacción en la parrilla eléctrica se observara que es una reacción exotérmica y al aplicar otra cierta cantidad de la reacción se observará que es una reacción endotérmica. Materiales y metodología Primeramente se lavó un vaso de precipitado de 250ml con agua destilada, con la ayuda de una pipeta de 10ml, se tomaron 10ml de cloruro de cobalto II (CoCl2) 0.4 M (solución rosa) y se transfirió a el vaso previamente limpio. Con una pipeta pasteur se agregó gota a gota ácido clorhídrico (HCl) concentrado hasta que cambiara la coloración de rosa a azul. Se dividió la solución en tres partes iguales en diferentes tubos de ensaye. En un vaso de 150 ml se añadió agua hasta media capacidad y se puso a calentar en una parrilla eléctrica y con un termómetro se midió la temperatura hasta alcanzar 60°C y en el segundo vaso de precipitado de 150ml se agregó hielo hasta cubrir el vaso. Una vez que se alcanzó la temperatura de 60°C en el primer vaso de precipitado de 150ml se colocó dentro de él un tubo de ensaye. En el segundo vaso de precipitado de 150ml con hielo se colocó el segundo tubo de ensaye. Mientras que el tercer tubo de ensaye se dejó a temperatura ambiente.

Resultados Se agregaron 453 gotas de HCl al vaso de precipitado de 250ml con CoCl2 y este se tornó de azul a los 9.53 minutos. Fueron 27ml de reacción (CoCl2 con HCl) por lo que en cada tubo de ensaye se transfirieron 9ml. Para este experimento, con la ayuda de los datos obtenidos experimentalmente, se llenó el siguiente recuadro.

Color inicial Color final

Muestra A Platina

T(C)

T(C)

Muestra C Estándar

T(C)

22°C

Muestra B Baño de hielo Azul

Azul

22°C

Azul

22°C

Azul oscuro

57°C

Violeta

1°C

Rosa

23°C

Tabla 1. Temperaturas iniciales y finales de las reacciones.

Para la muestra A (platina) le tomó aproximadamente 6.40 minutos para que cambiara de azul a un azul más oscuro. Para la muestra B (Baño de hielo) le tomó aproximadamente una hora para que este cambiara de azul a un color violeta. Para la muestra C (Estándar) en cuanto se le añadió el agua este comenzó a cambiar de azul a un color rosa. Conclusión Se comprobó cómo es que la temperatura es una factor importante para que una reacción deje de estar en equilibrio y busque su nuevo equilibrio así el proceso sea una disolución exotérmica donde la disolución se calienta y endotérmica la disolución se enfría. Bibliografía Sierieda, I. (1979). Problemas de química. Editorial Reverté. Barcelona. Químicatube. (2015). Equilibrio Químico 7.3. Variación de la temperatura de un equilibrio químico: ecuación de Van’t Hoff. Sitio Web: http://www.quimitube.com/videos/variaciontemperatura-equilibrio-quimico-ecuacion-de-vanthoff Atkins, W. y Jones, L. (2006). Principios de química: los caminos del descubrimiento. 3era. Edición. Editorial Médica Panamericana. Madrid, España.