PREPARACIN DE SOLUCIONES DE CONCENTRACIN CONOCIDALaboratorio de Qumica CualitativaPRACTICA No. 1Fecha 15/02/152 BE Equipo 3

OBJETIVOS: 1. Observar un sistema qumico en equilibrio. 2. Estudiar el principio de Le Chtelier en un sistema en equilibrio que al desplazarse produce cambios visibles. 3. Aplicar los principios del equilibrio qumico en las reacciones de precipitacin como principio de mtodos gravimtricos.

INTRODUCCIN. Tomado del libro: Qumica General de Raymond, Chang. Las reacciones reversibles son aquellas en que los productos pueden reaccionar para volver a producir los reactivos. En realidad, todas las reacciones qumicas son reversibles, aunque algunas veces, esta accin sea muy pequea. Cuando la velocidad de la reaccin directa es igual a la velocidad de la reaccin inversa, el sistema ha llegado al equilibrio qumico. En esta experiencia estudiaremos algunas reacciones en las cuales se encuentra un grado apreciable de reversibilidad y donde la presencia de los reactivos y los productos pueden observarse fcilmente, mediante cambios de color o por la formacin de un precipitado. En el equilibrio qumico, las concentraciones de todas las sustancias permanecen constantes. Debemos sealar que las concentraciones son constantes debido a que las velocidades de las reacciones opuestas son iguales y no, debido a que ha cesado toda actividad. De acuerdo con Le Chtelier, cuando aumenta la concentracin de una sustancia, el equilibrio se desplazar en forma tal que disminuir la concentracin de la sustancia que se agreg, y al reducir la concentracin de una sustancia, el equilibrio se desplazar restaurando la concentracin de la sustancia reducida. Recuerde que los factores que alteran el equilibrio qumico de una reaccin son la temperatura, la presin, el volumen y la concentracin. En esta prctica se observar cmo se altera el equilibrio qumico al realizar un cambio en la concentracin de los componentes de la reaccin.Cambios en la concentracin El tiacianato de hierro (III) [Fe(SCN)3] se disuelve fcilmente en agua y da como resultado una disolucin de color rojo por la precian del ion FeSCN2+ hidratado. El equilibrio entre el ion FeSCN2+ no disociado y los iones Fe3+ y SCN - est dado por FeSCN2+ (ac) Fe3+ (ac) + SCN- (ac)Rojo Amarillo claro incoloroQu sucede cuando agregamos tiocianato de sodio (NaSCN) a esta disolucin? En este caso la perturbacin sobre el sistema en equilibrio es un aumento en la concentracin de SCN- (debido a la disociacin del NaSCN). Para contrarrestar esta perturbacin algunos iones Fe3+ reaccionan con los iones SCN- aadidos y el equilibrio se desplaza de derecha a izquierda:FeSCN2+ (ac) Fe3+ (ac) + SCN-(ac) Por consiguiente, el color rojo de la disolucin se vuelve ms intenso

Efecto del cambio de concentracin en la posicin de equilibrio. A) disolucin acuosa de Fe(SCN)3 el control de la disolucin se debe a los iones rojos FeSCN2+ y a los amarrillos Fe3+ . b) despus de la adiccin de un poco de de NaSCN a la disolucin en a) el equilibrio se desplaza hacia la izquierda. C) despus de la adicin de un poco de Fe(NO3)3 a la disolucin en a) el equilibrio se desplaza hacia la izquierda. D) despus de la adicin de un poco H2C2O4 a la disolucin en a) el equilibrio se desplaza hacia la derecha. El color amarillo se debe a los iones Fe (C2O4)33_. De igual modo, si agregamos nitrato de hierro (III) [Fe(NO3)3] a la disolucin original, el color rojo tambin se acenta por que los iones Fe3+ aadidos [provenientes del ) [Fe(NO3)3] desplazaran el equilibrio de derecha a izquierda.Suponga que agrega algo de (H2C2O4 ) a la disolucin original. El cido oxlico se ionza en agua y forma el ion oxalato C2O42_ el cual se une fuertemente a los iones Fe3+ libres. Estos iones se consumen a medida que se forman el ion estable Fe(C2O4)33_ de color amarillo. En consecuencia, se diocisan ms unidades de FeSNC2+ y el equilibrio se desplaza de izquierda a derecha:FeSCN2+ (ac) Fe3+ (ac) + SCN- (ac)La disolucin roja se volver amarilla debido a los iones Fe (C2O4)33_ formados. Este experimento demuestra que todos los reactivos y productos se encuentren en el sistema de reaccin en equilibrio, adems al aumentar las concentraciones de los productos ( Fe3+ o SCN--), el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y al disminuir la concentracin del producto Fe3+, el equilibrio se desplaza hacia la derecha. Estos cambios son los que predice el principio de Le Chatelier.Principio de Chatelier.Establece que si presenta una perturbacin externa sobre un sistema en equilibrio, el sistema se ajustara de tal manera que se cancele parcialmente dicha perturbacin en la medida que el sistema alcanza una nueva posicin de equilibrio. En los sistemas reaccionantes a nivel molecular muestran que las reacciones entre la especies participantes continan incluso, despus de alcanzado el equilibrio. La relacin de concentracin constante de reactivos y de productos se debe a que se igualan las velocidades de los procesos directo e inverso. En otras palabras, el equilibrio qumico es un estado dinmico en el que las velocidades de reaccin directa e inversa son idnticas. (Chang, 2013)Raymond Chang y Kenneth A. Goldsby,Quimica, Undecima edicin , 2013.Fundamento:Un aumento en la temperatura altera la relacin de concentracin en la direccin que absorbe calor, y un aumento en la presin favorece a las especies participantes que ocupen un volumen total menor.En un anlisis es muy importante el efecto que produce al agregar a la mezcla de reaccin una cantidad adicional de una especie participante. Aqu la tensin se alivia por un desplazamiento del equilibrio en la direccin que consume parcialmente la sustancia agregada. El desplazamiento en la direccin del equilibrio ocurri al cambiar la cantidad de una de las especies participantes se denomina efecto de masas.El efecto de masas es el desplazamiento de la posicin del equilibrio ocasionado por la adicin de uno de los reactivos o de los productos de un sistema. Las reacciones qumicas no cesan en el equilibrio, ms bien, las cantidades de reactivos y de productos son constantes porque las velocidades de los procesos directos e inversos son iguales. (Holler,2000).

MATERIAL REACTIVOS Material proporcionado por el alumno

Pipeta graduada de 5ml Esptula Probeta 50 ml 6 tubos de ensayo de 13X100 Pinzas para tubo de ensayo Gradilla para tubos de ensayo Pizeta con agua destilada 1 Vaso de precipitados de 250 ml Parrilla de calentamiento 1 matraz aforado de 10 ml FeCl3 0.5 M 10 ml KSCN 0.5 M 10 ml HCl 2 N 10 ml Pb(NO3)2 5% 10 ml Ag(NO3) 5% 10 ml Na2C2O4 0.5 M 10 ml Guantes de ltex no estriles Lentes de seguridad Perilla para pipeta Escobilln para tubos y matraces Maskingtape, plumn indeleble Franela, jabn y esponja 3 goteros de vidrio por equipo 2 Frascos para trasvasar de 50 o 100 ml, bien limpios y secos, pueden ser frascos gerber sin la etiqueta.

PROCEDIMIENTO.

Experimento 1. Equilibrio en sistemas homogneos.

Ilustracin 1.- FeCL3 0.5M1.- Colocar en un tubo de ensayo 2 gotas de FeCl3 0.5M, anotar el color (fotografiar). 2.- Observar el KSCN 0.5 M, anotar el color (fotografiar) tomar 2 gotas de KSCN y aadirlas al tubo con FeCl3 del paso 1, observar si hay algn cambio, anotar y fotografiar

Ilustracin 2.- el KSCN 0.5 M3.- Aadir al mismo tubo gota a gota FeCl3 0.5M, hasta observar algn cambio, anotar el nmero de gotas aadidas y fotografiar.

Ilustracin 3.- Reaccin al agregar FeCl3 0.5M4.- Ahora aadir al mismo tubo del paso 3, varias gotas de KSCN 0.5 M, hasta observar algn cambio, anotar el color y el nmero de gotas aadidas (fotografiar).

Ilustracin 4.- Reaccin al KSCN 0.5 M5.- Aadir al mismo tubo del paso 4 varias gotas de Na2C2O4 0.5 M 10 ml, hasta observar cambios, anotar el color y el nmero de gotas aadidas (fotografiar).

6.- Calentar el tubo anterior suavemente a bao Mara (Vaso de precipitados de 250 ml en parrilla de calentamiento), observar si hay algn cambio, anotar el color y fotografiar. 7- Colocar el tubo anterior ahora en un bao de hielo o en agua refrigerada, observar si hay algn cambio, anotar el color y fotografiar.

Experimento 2. Equilibrio en reacciones de precipitacin (sistemas heterogneos). 1.- Colocar en un tubo de ensayo 5 gotas de Ag(NO3) 5% o Pb(NO3) 2 5%. Anotar apariencia (fotografiar).

Ilustracin 5.- 5 gotas de Ag(NO3) 5%

2.- Tomar 5 gotas de HCl 2N, anotar el color (fotografiar) y aadir gota a gota, esta solucin al tubo del paso 1, observar si hay algn cambio, anotar las observaciones y fotografiar.

Ilustracin 6.-Ms 5 gotas de HCl 2N

3.- Aadir al mismo tubo gota a gota Ag(NO3) 5% o Pb(NO3)2 5% (el mismo reactivo que se haya usado en el paso 1), hasta observar algn cambio, anotar apariencia y nmero de gotas aadidas, fotografiar. 4.- Ahora aadir al mismo tubo del paso 3, varias gotas de HCl 2N, hasta observar algn cambio, anotar la apariencia y el nmero de gotas aadidas (fotografiar). 5.- Calentar el tubo anterior suavemente a bao Mara (Vaso de precipitados de 250 ml en parrilla de calentamiento), observar si hay algn cambio, anotar la apariencia del contenido del tubo y fotografiar.

Ilustracin 7.- Tubo anterior en bao Mara6- Colocar el tubo anterior ahora en un bao de hielo o en agua refrigerada, observar si hay algn cambio, anotar la apariencia y fotografiar.

Ilustracin 8.- Tubo anterior ahora en un bao de hielo

RESULTADOSReacciones Constantes de equilibrio

Fe3+Cl- (ac) + K-SCN- (ac) FeSCN + KClAmarillo incoloro rojo incoloro

Kc= [FeSCN] + [KCl] Kp= PFeSCN pKCl [FeCl] [KSCN] PFeCl PKSCN

Ag(NO3)(l) + HCl (ac) AgCl (l) + HNO3(ac)Incoloro incoloro incoloro incoloro con precipitado blanco

Kc= [AgCl][HNO3] [NO3][HCl][NO3][HCl] Kc= [AgCl][HNO3]

[NO3][HCl]Kc= [HNO3][AgCl]

[NO3] kc= [HNO3][AgCl] [HCl] Kc= [HNO3] Kp= PHNO3 [HCl] PHCl

En efecto nuestros resultados fueron satisfactorios ya que se observaron reacciones y de acuerdo a la teora que se mencion anteriormente avala todo lo vivido en el laboratorio pudimos identificar porque es que tornaban los colores ya que por sus cargas elctricas ya sea para ceder o ganar cada uno tena un buen papel hasta los iones espectadores que solo mantuvieron el equilibrio pero sucedi en ellos algn cambio.

DISCUSIN En el caso de nitrato de plata se tiene que tomar precauciones porque es fotosensible.Otra observacin en la prctica de equilibrio qumico es que muchas veces no se puede apreciar el cambio de productos a reactivos porque esta sucede tan rpido que nos hace pensar que se detuvo pero por el contrario sigue existiendo. En algunos casos se puede apreciar la reaccin gracias a que vira pero en otras solo en forma de precipitado o turbidez.

CONCLUSIN

En la mayora de las reacciones qumicas los reactivos no se consumen totalmente para obtener los productos deseados, sino que por el contrario llega un momento en el que parece que la reaccin a concluido, pero no, una reaccin en equilibro es un proceso dinmico en el que continuamente los reactivos se estn convirtiendo en productos y los productos en reactivos, cuando lo hacen a la misma velocidad, nos da la impresin de que la reaccin se a paralizado. Se logr el objetivo de la prctica porque ya sea por equilibrio homogneo o heterogneo pero se pudo apreciar el objetivo.

CUESTIONARIO. 1.- Escriba la reaccin en el equilibrio del experimento 1. El experimento 1 se observ que al agregar kSCN (incoloro) a FeCl3(amarillo) este tomo un color rojo lo cual quiere decir que los iones del Fe3+ contrarresta la toma de ese color.Fe3+Cl- (ac) + K-SCN- (ac) FeSCN + KClAmarillo incoloro rojo incoloro

2.- Cules son los iones espectadores del experimento 1 y por qu se les llama as? Lo iones espectadores son K+ y Cl+ ya que estos son los iones en donde no se encontr cambio el papel de ellos es solo balancear la carga elctrica.Entendemos por iones espectadores: Iones que no participan en la transferencia de protones en una reaccin qumica. 3.- Explique qu es un sistema homogneo en trminos de equilibrio qumico. Es aqul en que todos los participantes se encuentran en unanica fase. Por lo tanto, clasificamos el sistema como siendo homogneo. Es donde las sustancias se encuentran en la misma fase.4.- Escriba la expresin de la constante de equilibrio para la reaccin del experimento 1.Kc= [FeSCN] + [KCl] Kp= PFeSCN pKCl [FeCl] [KSCN] PFeCl PKSCN

5.- Escriba la reaccin en el equilibrio del experimento 2. Ag(NO3) + HCl AgCl + HNO3Incoloro incoloro incoloro incoloro con precipitado blanco 6.- Cules son los iones espectadores del experimento 2 y por qu se les llama as? H+ y NO3- ya que por consiguiente son los que no reaccionaron solo tomaron el papel de balancear las cargas elctricas.7.- Explique qu es un sistema heterogneo en trminos de equilibrio qumico. En el equilibrio heterogneo nos dice que hay distintas fases por ejemplo lquidos y gases, por lo cual nuestra constante de equilibrio son aplicables solos en las sustancias gaseosas o en disolucin, por ello no se toman en cuenta los lquidos.

8.- Escriba la expresin de la constante de equilibrio para la reaccin del experimento 2. Kc= [HNO3] Kp= PHNO3 [HCl] PHCl

9.-Explique qu sucedi en el paso 5 y 6 del experimento 2.En el paso 5 la separacin se pudo realizar por el aumento de temperatura y en el paso 6 se pudo notar mejor el precipitado.

REFERENCIAS 1. Raymond Chang y Kenneth A. Goldsby,Quimica, Undecima edicin , 20131. T. P. Hadjiioannou, G.D. Christian, C. E. Efstathion y D. Nikolelis, Problem Solving in Analytical Chemistry, Oxfort: Pergamon, 1988.2. Skoog, west Holler Crouch,7 edicin qumica analtica, 2000.Campo a evaluar Valor mximo Calificacin

Encabezado de la practica 0.5

Introduccin y fundamento 3

Resultados 2

Discusin de resultados 2

Conclusin 0.5

Cuestionario 1.5

Bibliografa 0.5

Valor total 10

EQUILIBRIO QUMICOLaboratorio de Qumica CualitativaPRACTICA No. 3Fecha 10/03/152 BE Equipo 4