Fisicoquimica UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA COMPONENTE PRÁCTICO INFORME PRÁCTICA NO. 5 EQUILIBRIO QUIMICO PRESENTADO POR ERIKA ALEJANDRA RUBIANO GALVEZ Código: 1114060443 JAIRO ANDRÉS GIRONZA, Código: 6382731 BRIAN CABEZAS DIAZ Código: 6625730 FABIAN ANDRES HOLGUIN Código: 1114060443 HOLMES FELIPE TOVAR Código: 1130676098 PRESENTADO A EDGAR POLO 20 MAYO DE 2019 CALI Fisicoquimica OBJETIVOS Conocer los conceptos del equilibrio químico en una reacción acuosa, partiendo de procedimientos de laboratorio que describen el comportamiento físico de las mezclas Determinar la constante de equilibrio de una reacción acuosa Determinar el valor de la constante de equilibrio de una reacción en medio acuoso por evaluación de sus concentraciones iniciales y finales, en respuesta física al cambio de color Relacionar conceptos sobre el equilibrio de la concentraciones y objetivos Desarrollar destreza en manejo de equipos de laboratorio y sustancias químicas Fisicoquimica Fundamentación teórica El equilibrio químico es fundamentalmente la denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes, es decir, el equilibrio químico se da cuando la concentración de las especies participantes no cambia, de igual forma, en estado de equilibrio no se observan cambios físicos a medida que transcurre el tiempo; siempre es necesario que exista una reacción química para que exista un equilibrio químico, sin reacción no sería posible. Equipos Espectrofotómetro UV-Visible con capacidad de lectura a 447 nm. Balanza analítica con precisión de pesada de 1 mg o 0.1 mg. Cabina extractora de vapores. Materiales Vasos de precipitado de 250 y 100 mL. Balones aforados de 500, 250 y 100 mL. Probetas de 250, 100 y 50 mL. Bureta de 25 mL con división de 0,1 mL. Pipetas aforadas de 1, 2, 5 y 10 mL. Vidrios de reloj o recipientes pesa sustancias de metal. Espátulas o cucharas de tamaño pequeño. Agitadores de vidrio Reactivos Solución 0.0025 M KSCN Solución 1 M KSCN Solución 0.0025 M Fe(NO3)3 preparada usando como solvente una solución de ácido nítrico (HNO3) 0,1 M. Solución 0.100 M HNO3. Fisicoquimica Parte I. Determinación de la curva de solubilidad Transferir 2 mL de la solución 0.0025 M Fe(NO3)3 preparada usando como solvente una solución de ácido nítrico (HNO3) 0,1 M, a un balón aforado de 50 mL. Añadir agua destilada hasta aforar y luego agitar fuertemente Lo cual da a lugar a una solución diluida de nitrato de hierro o solución diluida Fe3+. Procedimiento Parte I. Preparación de una solución diluída de Fe(NO3)3 Transfiera 2 mL de la solución 0.0025 M Fe(NO3)3 preparada usando como solvente una solución de ácido nítrico (HNO3) 0,1 M, a un balón aforado de 50 mL. Lentamente añada agua destilada hasta aforar y posteriormente, agite vigorosamente. Esta solución será conocida como solución diluida de nitrato de hierro o solución diluida Fe3+. Fisicoquimica Parte II. Curva de Calibración Preparar las soluciones solcitadas por la guia en 6 tubos de ensayo medir la absorbancia para cada una de las soluciones de acuerdo a la reaccion [FeSCN2+] = (1x10-4 M Fe+3 * mL de Fe+3)/ mL solución Encender el espectrofotómetro para trabajar a una longitud de onda de 447 nm. De aceurdo a los resultados de la ecuacion anterior, diligenciar tabla Calibrar el espectrofotómetro en 100 % de transmitancia utilizando agua destilada en una de las celdas Construir una gráfica de [FeSCN2+] vs absorbancia. eje Y: concentraciones y eje x debe tener la absorbancia para una longitud de onda de 447 nm. a) En 6 tubos de ensayos, prepare las soluciones descritas a continuación: Fisicoquimica Solución Solución diluida Fe3+ (mL) Solución de KSCN 1 M (mL) Blanco 1 2 3 4 5 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 Solución de Ácido Nítrico 0.1 M (mL) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 Volumen Total (mL) 10 10 10 10 10 10 b) Encienda y aliste el espectrofotómetro para trabajar a una longitud de onda de 447 nm. c) Calibre el espectrofotómetro en 100 % de transmitancia utilizando agua destilada en una de las celdas. Fisicoquimica d) Mida la absorbancia para cada una de las soluciones teniendo en cuenta la siguiente relación: [FeSCN2+] = (1x10-4 M Fe+3 * mL de Fe+3)/ mL solución (12) e) Con la ecuación anterior, diligenciar la siguiente tabla: Concentración Sistema Absorbancia Del Fe(SCN)3+ en la solución (M) Blanco 00247 1 0,0475 2 0,1072 3 0,1656 4 0,2180 5 0,2560 Fisicoquimica f) Construya una gráfica de [FeSCN2+] vs absorbancia. El eje Y debe tener las concentraciones y el eje x debe tener la absorbancia (de 0 a 1) para una longitud de onda de 447 nm. Paso III. Determinación de la constante de equilibrio del sistema Fe+3 - SCN- Preparar las soluciones solcitadas por la guia de acuerdo a la tabla medir la absorbancia para cada una de las soluciones anteriores Calcular las concentraciones en el equilibrio de Fe+3 y SCN- realizando una diferencia entre las concentraciones en el equilibrio de [FeSCN2+] contra las concentraciones iniciales de Fe+3 y SCN- calcular la constante de equilibrio con base para cada sistema y reportar la Keq promedio. Keq=[Fe(SCN)3+]eq/([Fe3+]eq[SCN]eq) reposar por 5 min para el desarrollo de color calcular la concentración utilizando la curva de calibración y registrar datos aplicando Fe3+]eq = [Fe3+]ini - [Fe(SCN)3+]eq [SCN-]eq = [SCN-]ini - [Fe(SCN)3+]eq Calibrar el espectrofotómetro y midir las soluciones a 447 nm utilizando agua destilada Calcular las concentraciones iniciales de Fe+3 y SCN. [Fe3+]ini = (0,0025 M Fe+3 * mL de Fe+3)/ mL solución [SCN-]ini = (0,0025 M SCN- * mL de SCN-)/ mL solución Registrar los datos de las ecuaciones Con el valor de la Keq promedio, determine el valor del Kp, y el ΔG° K°p = K°c (RTc°/P°)Δn/mol a) Prepare las soluciones del sistema en estudio, de acuerdo con los datos de la siguiente tabla: Solución Solución 0.0025 M Fe(NO3)3 en ácido nítrico Solución 0,0025 M KSCN (mL) Solución 0,1 M HNO3 (mL) Volumen Total (mL) Fisicoquimica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (mL) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 b) Una vez preparadas las diferentes soluciones, permita el desarrollo de color por 5 minutos. c) Calibre el espectrofotómetro y mida las soluciones a 447 nm utilizando agua destilada como referencia. d) Mida la absorbancia para cada una de las soluciones de la tabla anterior, calcule la concentración utilizando la curva de calibración de la parte II. Diligencie los datos en la siguiente tabla: Fisicoquimica Sistema Absorbancia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,3918 0,1735 0,5918 0,4600 0,5582 0,6703 0,2506 0,2573 0,4044 0,4901 [Fe(SCN)3+]eq (Calculado a partir de la gráfica) e) Calcule las concentraciones iniciales de Fe+3 y SCN-, teniendo en cuenta el siguiente procedimiento: [Fe3+]ini = (0,0025 M Fe+3 * mL de Fe+3)/ mL solución (13) [SCN-]ini = (0,0025 M SCN- * mL de SCN-)/ mL solución (14) f) Calcule las concentraciones en el equilibrio de Fe+3 y SCN- realizando una diferencia entre las concentraciones en el equilibrio de [FeSCN2+] en el ítem d, de la parte III, contra las concentraciones iniciales de Fe+3 y SCN-. [Fe3+]eq = [Fe3+]ini - [Fe(SCN)3+]eq (15) [SCN-]eq = [SCN-]ini - [Fe(SCN)3+]eq (16) Fisicoquimica g) 16: Diligencie la siguiente tabla con los resultados de las ecuaciones 13 a Sistema [Fe3+]ini [SCN-]ini [Fe(SCN)3+]eq [Fe3+]eq [SCN-]eq 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 h) Calcule la constante de equilibrio con base en la siguiente ecuación para cada sistema y reporte la Keq promedio. Keq=[Fe(SCN)3+]eq/([Fe3+]eq[SCN-]eq) (17) i) Con el valor de la Keq promedio, determine el valor del Kp con la ecuación 10, y el ΔG° Fisicoquimica CONCLUSIONES Teniendo en cuenta que la espectrofotometría es un método científico utilizado para medir cuánta luz absorbe una sustancia química, midiendo la intensidad de la luz pasa a través de la solución muestra, esta medición también puede usarse para medir la cantidad de un producto químico conocido en una sustancia, también observamos que la recta de calibrado construida, requiere más de 5 puntos experimentales para mejorar el coeficiente de correlación ósea un mejor resultado. REFERENCIAS UNAD (2019). Fisicoquímica. Protocolo de prácticas de laboratorio de Fisicoquímica recuperado de https://campus01.unad.edu.co/ecbti46/mod/folder/view.php?id=2163 Levine, I. N. (2014). Principios de fisicoquímica. (pp. 43-44, 50-51, 133-135). Ciudad de México: McGraw-Hill Interamericana. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2053/book.aspx?i=487 -
