Informe N°7
Informe Trabajo Práctico N° 7
Equilibrio químico
Comisión: L12 Cajón: 34
Integrantes: Soto, Germán; Filizzola, Mario Daniel; Canal Pena, Mauro Ariel
Página
Informe N°7
PRIMERA PARTE Objetivos: Reconocer reacciones de equilibrio químico como ácido-base, formación de iones complejos y de óxido-reducción. Analizar cualitativamente el estado de equilibrio.
•
•
EXPERIENCIA 1
Cambios observados: a solución de !"#r$% es de color amarillo. &ras adicionar 'otas de ácido sulf(rico )*, se observó que la solución se tornó de color ámbar. +or (ltimo, se aadieron 'otas de solución de a$ )*, observándose que la solución volvió al color amarillo ori'inal.
Reacciones químicas invoucradas:
KCrO%
$−
# ac " →
H $ SO% # ac " $CrO%
→
$− # ac "
$ NaOH # ac" $OH − # ac " Cr $ O7
+
$ K #ac " + CrO% +
$ H # ac " + SO% +
+ $ H # ac "
$OH
→
# ac "
−
+
+
# ac "
/"0
$− # ac "
Cr $ O7
+ $ H # ac "
$−
/)0
$−
$OH − # ac "
# ac " +
$ Na
$− # ac "
+ H $ O# l "
/%0
+
# ac "
/20
$ H $ O#l " $CrO%
/10
$− # ac "
+ H $ O#l "
/30
Inter!retaci"n de os resutados: ). 4l cromato de potasio en solución se encuentra disociado en !5 y #r$%"-. 4sta solución es de color amarillo debido a la presencia de los iones cromato. ". #uando se adicionan 'otas de solución de "6$% )*, por ser un ácido fuerte, este se 7alla disociado completamente, aportando sus 5 a la solución de cromato. 1. os 5 liberados por el ácido, reaccionan con el #r$%"- formando #r"$8"- y a'ua. 4n el equilibrio se 7allan simultáneamente las si'uientes especies9 iones #r$%"-, iones #r"$8"- y 5, todas en solución acuosa. a presencia de iónes #r"$8"- 7ace que la solución se torne de color ámbar. %. Al aadir 'otas de a$ en solución )*, el mismo se 7alla se disociado en $- y a5. 2. os $- reaccionan con 5 formando a'ua. 4n la reacción /10 los 5 están del lado de los reactivos en equilibrio con las demás especies. 3. os $- de la solución de a$ reaccionan con los protones de la reacción /10 disminuyendo su concentración, alterando el equilibrio. 6e'(n e #7atellier cuando un sistema en equilibrio es perturbado por un a'ente externo, el sistema reacciona contrarrestando la perturbación a fin de restablecer el equilibrio. +or tanto, al disminuir la :5; de la reacción /10, el sistema se compensará desplazándose 7acia reactivos, disminuyendo la :#r"$8"-; aumentando la :#r$%"-; /y la de 50. 4sto vuelve la solución al color amarillo ori'inal. Página !
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EXPERIENCIA #
Cambios observados: 6e preparó una solución acuosa de
Reacciones químicas invoucradas: FeCl & # ac "
→
KSCN # ac "
→
Fe
&+
# ac "
Fe K
+
&+
# ac " +
# ac " +
/)0
−
&Cl # ac "
SCN
/"0
−
# ac "
# Fe#SCN − "" $+ # ac "
−
+ SCN # ac "
6n"5 /ac0 > 6n"5/ac0 5 "#l- /ac0 Sn
$+
# ac " +
$ Fe &
+
# ac "
→
Sn
/10 /%0
%+
# ac " +
Fe
$+
# ac "
/20
Inter!retaci"n de os resutados: ). 4l
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&E'(N)A PARTE Objetivos: eterminar la constante de equilibrio de la reacción de formación del ion complejo monotiocianato f@rrico.
Reacci"n química en estudio: SCN
−
# ac "
+ Fe
&+
# ac "
Fe# SCN "
$+
# ac "
*usti+icaci"n de m,todo em!eado: a constante de equilibrio está determinada por la si'uiente relación9
[# Fe#SCN " ] [ Fe ] [ SCN ] $+
K =
&+
−
⋅
as concentraciones de
&+
Fe
# ac " +
Fe# SCN "
$ Fe#SCN "
−
SCN $+
# ac "
# ac " +
−
SCN
# ac "
+
# ac "
Fe# SCN " $
+
# ac "
... +or tal motivo, es necesario mantener baja la :6# -; a fin de que el (nico complejo formado en cantidades apreciables sea
&+
= # Fe
−
# SCN "
" + #C " −
= # SCN
" + #C "
+or lo tanto, al 'raficar A vs AC:
+
+
+
&+
# Fe " #C "
≥ !
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EXPERIMENTA-
A$ •
• •
•
/$
Condiciones e.!erimentaes: 6e preparó una solución con )=m de !6# =,==)* y "2m de #l$ % "* y se llevó a )==m. 6e obtuvo una :6#-;D )x)=-%*. 6e aadieron a )=m de la solución precedente sucesivos vol(menes de solución de
Condiciones instrumentaes: Condici"n *a'nitud medida λ /nm0 #amino óptico, l /cm0 Flanco empleado 4quipo empleado
Absorbancia %2= ) 6olución de
Taba 1$ #onsideraciones instrumentales utilizadas en la experiencia.
Resutados: E.!$ ) " 1 % 2 3 8 I
0 e23 4m5 /=,)= G =,=20 /=,"= G =,=20 /=,1= G =,=20 /=,%= G =,=20 /=,2= G =,=20 /=,3= G =,=20 /=,8= G =,=20 /=,I= G =,=20
6e2378 4M5 ),HI4-=1 1,H"4-=1 2,I14-=1 8,3H4-=1 H,2"4-=1 ),)14-=" ),1)4-=" ),%I4-="
6&CN978 4M5 H,H=4-=2 H,I=4-=2 H,8)4-=2 H,3"4-=2 H,2"4-=2 H,%14-=2 H,124-=2 H,"34-=2
A 4;8 4nm5 /=,=%I G =,==)0 /=,)%2 G =,==)0 /=,)32 G =,==)0 /=,)H" G =,==)0 /=,"=I G =,==)0 /=,""% G =,==)0 /=,"1) G =,==)0 /=,"%" G =,==)0
A<6e2378 "%,"%= 13,H82 "I,1"2 "%,H3= "),I%= )H,8I8 )8,322 )3,112
Taba #$ atos experimentales y calculados.
! /experimental0 ! /biblio'ráfica0)
)3),1 )1I
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'r%+ico 1$ Jráfico de absorbancia en función de la absorbanciaCconcentración del catión
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Concusiones: Primera !arte: *ediante cambios observables macroscópicamente /cambios de color0, pudo determinarse la presencia de equilibrios químicos microscópicos en una reacción óxido-reducción y en una reacción ácido-base. ic7os cambios fueron producidos al alterar el equilibrio de ambos sistemas mediante la adición sucesiva de reactivos y productos. 6e pudo precisar cómo responde un sistema en equilibrio al ser perturbado, de acuerdo al principio de e #7atellier.
&e=unda !arte: *ediante la aproximación :
k
para la reacción de
+ara la obtención de la constante fue necesario eliminar los valores de las experiencias B) y B". 6e procedió así pues los mismos quedaban fuera de la línea de tendencia en el 'ráfico A 0s$ A<6e2378, arrojando un R" más alejado de la unidad y una pendiente más pequea. e conservar estos valores, la constante k sería más 'rande de la obtenida y menos confiable /por el R " más alejado de )0. 4l 7ec7o de que el valor de la primera experiencia sea eliminado para la determinación de k se corresponde con la proporción /
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A!,ndice: C%cuo > errores: K =
## Fe # SCN "" $ + ## Fe &+ " ⋅ # SCN − ""
A = ε ⋅ l ⋅ #C "
•
/aance de masas
# Fe &+ "
= # Fe
# SCN − "
&+
" + #C "
= # SCN
−
" + #C "
A K =
ε ⋅
A
l
& *# Fe " − A
=
ε ⋅
l
& ) ⋅ *#SCN " − A ) *# Fe " ⋅ #SCN " − A ) ε ⋅ l ε ⋅ l ε ⋅ l A A K = = & & # Fe " ⋅ ε ⋅ l ⋅ #SCN " − A ε ⋅ l ⋅ # Fe " ⋅ # SCN " − A ε ⋅ l A ε ⋅ l ⋅ # SCN " − A = & # Fe " ⋅ K +
−
+
+
−
+
−
−
−
+
−
A = ε ⋅ l ⋅ #SCN "
−
A &+
# Fe " ⋅ K
a pendiente es -)C! Pendiente =
−
,($
K =
=
−!
K
−!
K
−! −
,($
K = !(!,&
•
0eri+icaci"n des!recio o a!ro.imaci"n
K =
#C " &+
*# Fe "
*# Fe & " +
−
−
−
#C ") ⋅ *# SCN " −
#C ") ⋅ *# SCN "
−
−
#C "
#C ") ⋅ K = #C "
K ⋅ # Fe & " ⋅ # SCN " − K ⋅ #C " ⋅ # SCN " − K ⋅ #C " ⋅ # Fe & " +
−
−
+
+
K ⋅ #C " $
=
#C "
6e resuelve la cuadrática y se obtiene la concentración de complejo. # Fe&+ "
= # Fe
&+
" + #C "
# Fe&+ " = # Fe&+ " # Fe&+ " #C "
− #C "
≥ !
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E.!$ 1 # 2 ; ? @
a )3),) )3),) )3),) )3),) )3),) )3),) )3),) )3),)
b -),1% -),32 -),H3 -","3 -",22 -",I% -1,)1 -1,%=
c 1,)3 x)=-2 3,"= x)=-2 H,)1x)=-2 ),)H x)=-% ),%3 x)=-% ),8" x)=-% ),HI x)=-% ",") x)=-%
4e235<4C5 I1 )=1 )"1 )%% )3% )I% "=2 ""2
. ",13 x)=-2 1,88 x)=-2 %,3I x)=-2 2,"H x)=-2 2,82 x)=-2 3,=I x)=-2 3,12 x)=-2 3,2" x)=-2
Taba 2$ Lalores de a, b y c para resolver las cuadráticas y su resultado /xD/ C 00 y la verificación :
4l cálculo de la concentración de :
=
C f ⋅ V f V i
C i
&+
=
Fe
C i
&+
=
Fe
C i
&+
=
Fe
C i
&+
=
Fe
C i
&+
=
Fe
C i
&+
=
Fe
C i
&+
=
Fe
C i
&+ Fe
=
,$M ⋅ ,!ml !,!ml
= !,+ x!
,$ M ⋅ ,$ml !,$ml
,$ M ⋅ ,&ml !,&ml ,$ M ⋅ ,%ml !,%ml
,$ M ⋅ ,'ml !,'ml ,$ M ⋅ ,(ml !,(ml ,$ M ⋅ ,7 ml !,7 ml ,$ M ⋅ ,+ml !,+ml
−&
M
C i SCN
=
=
&,$ x!
−&
',+& x!
−&
M
C i SCN
M
C i SCN
−& = 7,( x! M
SCN
,'$ x!
−&
M
C i SCN
= !,!& x!
−$
M
−$
M
−$
M
=
,+ x!− ' M
=
! x! −% M ⋅ !ml !,&ml
=
,7! x! − ' M
=
,($ x! − ' M
=
,'$ x! − ' M
−
=
−
C i
C i SCN
= !,%+ x!
=
! x!−% M ⋅ !ml !,$ml
=
SCN
= !,&! x!
, x! −' M
−
−
C i
=
=
−
! x! −% M ⋅!ml
−
−
C i SCN
−
!,!ml
! x! −% M ⋅ !ml !,%ml ! x! −% M ⋅ !ml !,'ml
=
! x! −% M ⋅ !ml !,(ml
=
,%& x! − ' M
=
! x! −% M ⋅ !ml !,7 ml
=
,&' x! − ' M
! x! −% M ⋅ ! ml = !,+ml
=
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'
M
Notas: )
Ramette, R.N
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