Constante de Equilibrio - Universidad Interamericana de Puerto Rico

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
Recinto de Bayamón
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
Experimento # _____
QUIM 2212
Nombre_____________________ No. Estudiante.________________
Determinación de la Constante de Equilibrio
Prof. A.Miller
Objetivos
1)
Relacionar al estudiante con el tema de equilibrio químico.
2)
Calcular concentraciones de los componentes en equilibrio.
3)
Determinar la constante de equilibrio para una reacción química.
4)
Practicar la técnica de titulación.
Introduccion
A medida que se efectua una reaccion, las concentraciones de los reaccionantes decrecen y la
velocidad de la reaccion hacia la derecha disminuye. Al mismo tiempo, las concentraciones de
los productos aumentan y la velocidad de la reaccion inversa aumenta. Filalmente las dos
reacciones ocurren a la misma velocidad alcanzandose un equilibrio dinamico.
En un equilibrio quimico, la constante de equilibrio a una temperatura dada es el producto de las
concentraciones de las sustancias que aparecen en el lado derecho de la ecuacion, dividido por
el producto correspondiente de las concentraciones de las sustancias de la izquierda, cada una
de estas concentraciones elevada a una potencia igual al coeficiente correspondiente en la
ecuacion balanceada, es un valor constante. Ej:
aA + bB
la expresion para la constante de equilibrio es:
c
d

C  D
Kc 
Aa Bb
=
cC + dD
donde A, B, C y D son las concentraciones molares de los
respectivos componentes.( a, b, c, y d) son los coeficientes estequiometricos que se representan por los
exponentes
En este experimento se estudiara el sistema de equilibrio de:
la constante de equilibrio para la reaccion abreviada:
Kc 
EtOH HAc
EtAcH 2 O
Si conocemos las concentraciones iniciales de los reaccionantes, la determinacion de la
concentracion en el equilibrio del acido acetico nos permitira calcular la constante de equilibrio de
la reaccion.
Procedimiento
Este laboratorio tomara dos periodos de prácticas de laboratorios. En la primera parte el
instructor de laboratorio discutirá el sistema químico en equilibrio,la ecuación de la constante de
equilibrio y los calculos que se desarrollan en este ejercicio.
Preparativos para el primer periodo (la primera semana):
1)
2)
Obtener dos matraces cónicos de 125 ml e identificarlos con las letras A y B..
Añadir los siguientes materiales a cada uno de los matraces A y B usando bureta o
pipeta (la precisión es importante). CADA GRUPO ESCOGERA A CONTINUACION
UNA DE LAS SIGUIENTES TABLA PARA REALIZAR SU LAB. :
3)
A:
B:
TABLA NO. 1
5.00 ml 6M HCl
5.00 ml 6M HCl
+
+
5.00 ml de agua destilada
4.00 ml de acetato de etilo
+
1.00 ml de agua
A:
B:
TABLA NO. 2
5.00 ml 6M HCl
5.00 ml 6M HCl
+
2.00 ml de acetato de etilo
+
3.00 ml de agua
Colocar un tapón de goma a cada uno de los matraces y envolver con un plástico luego
agitar vigorosamente y guardar hasta el próximo lab.
Alcanzar la condición de equilibrio tomará al menos un día, por consiguiente los pasos 1
y 2 deben realizarse el periodo anterior al de la fecha en que se realizará el experimento.
4)
Desarrollo para el segundo periodo. (Segunda semana)
5)
Cuando la condición de equilibrio se halla establecido en cada frasco, añadir
aproximadamente 20 ml de agua, tres gotas de fenolftaleina y proceda a titular cada una
de las soluciones en los frascos A y B con la solución 1.0 M NaOH.
6)
7)
8)
Calcular los moles de HCl y H2O en los 5.00 ml de la solución 6 M HCl.en el frasco A
En el frasco B calcular los moles de agua iniciales y los moles de EtAc iniciales
Calcular la constante de equilibrio.
Comentarios e informacion importante
1)
Para calcular la constante de equilibrio se necesita conocer las cantidades de las
especies en equilibrio. Observar que para este experimento se utilizarán las cantidades
iniciales y finales de las especies para obtener las cantidades en equilibrio.
2)
Información importante:
Densidad acetato de etilo
Densidad HCl 6 M
Masa molar acetato de etilo
Masa molar del Agua
No.
1
2
3
4
Actividad
Moles iniciales de EtAc
Moles iniciales de agua
Volumen del NaOH estandar
Moles totales del Acido
:
:
:
:
0.893 g/ml
1.11 g/ml
88.0 g/ml
18.02 g/ml
Frasco A
Frasco B
5
6
7
8
9
10
Moles del acido Clorhidrico (HCl)
Moles del Acido Acetico en el equilibrio (HAc)
Moles del Alcohol en el equilibrio (EtOH)
Moles del etil acetico en el equilibrio (EtAc)
Moles de agua en el equilibrio (H2O)
Constante de equilibrio Kc
Preguntas y ejercicios:
Explique la siguiente pregunta:
Si el frasco no es cerrado completamente, cual seria el efecto que se manifestara en los calculos?
Resolver los siguientes ejercicios:
A.) 5.00 mL de una solucion de HCl(ac) es extraida de una botella cuya concentracion es 3 M HCl.
Los 5.00 mL han requerido 14.20 mL de una solucion de NaOH 1.00 M. ¿Cuál es la
concentracion correcta para la solucion de HCl?
B.) Cual es la masa de agua en los 5.00 mL de la solucion 3.0 M de HCl? Cuantos moles de agua
representan esa masa si la densidad de la solucion de HCl 3.0M es 1.05 g/mL
C.) Si 2.50 mL de acetato de etil y 2.00 mL de agua destilada es anadida a los 5.0 mL de la solucion
de HCl 3.0 M y la mezcla se deja acentar por una semana. Al final de ese tiempo 26. 30 mL de
1.000 M NaOH se necesita para titular la solucion. (El HCl es el mismo usado en el ejercicio A)
a)
b)
c)
d)
e)
Cuantos milimoles de acido acetico están presente en el equilibrio?
Cuantos milimoles del alcohol etil están presente en el equilibrio?
Cuantos milimoles de agua están presente en el equilibrio?
Cuantos milimoles de acetato de etil están presente en el equilibrio?
Cual es el valor de Kc