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EQUILIBRIO QUIMICO
A. Jimenez^1 , A. Ramirez^2 , D. Trujillo^3 1,2,3Estudiante de Lic. en Ciencias Naturales, Universidad Surcolombiana, Facultad de Educación, Neiva-Colombia.
Resumen
Se abordó la temática equilibrio químico a partir de la utilización del simulador: “Laboratorio virtual – Equilibrio Químico”, con el cual se estudió la reacción (ion Tiocianato SCN-^ + ion Hierro Fe+3) presente en el mismo; determinando experimentalmente con ello la constante de equilibrio a partir de distintas concentraciones de los reactivos. Además, también se estudió la variación de la constante de equilibrio tras utilizar distintas temperaturas. Producto de ello se representaron los datos calculados en distintas tablas, identificando gracias a esto las afectaciones que la temperatura provoca en un equilibrio químico., además de, reconocer la importancia del mismo en función de la capacidad de predecir las condiciones de temperatura, presión y concentración para aumentar el rendimiento de una reacción. Palabras claves: Equilibrio, Reacción, Constante, Concentración, temperatura.
ABSTRACT
The subject of chemical equilibrium was approached through the use of the simulator: "Virtual Laboratory - Chemical Equilibrium", with which the reaction (Thiocyanate ion SCN- + Iron ion Fe+3) present in the same was studied; determining experimentally the equilibrium constant from different concentrations of the reactants. In addition, the variation of the equilibrium constant after using different temperatures was also studied. As a result, the calculated data were represented in different tables, identifying the effects that temperature causes in a chemical equilibrium, as well as recognizing its importance in terms of the ability to predict the conditions of temperature, pressure and concentration to increase the yield of a reaction.. Keywords : Equilibrium, Reaction, Constant, Concentration, temperature.
TEORIA RELACIONADA
El equilibrio químico juega un papel muy importante en la gran mayoría de los procesos encontrados en la vida diaria. Este concepto teórico tiene la función de regular las energías potenciales de los procesos químicos representando un estado de energía mínima. Esto se traduce en que cualquier proceso que ocurra en la naturaleza, y los provocados por el hombre de una u otra en un determinado tiempo, tienden al equilibrio.
Haciendo precision en química, este equilibrio es el estado en el cual un sistema químico evoluciona de forma instantánea, produciendo una reacción química reversible del tipo aA + bB cC + dD Esta reacción de equilibrio desde el punto de vista macroscópico se caracteriza en que las concentraciones tanto de reactivos como productos permanecen constantes a lo largo del tiempo. Desde una visión microscópica los procesos siguen teniendo lugar indefinidamente: los reactivos se transforman en productos y estos a su vez reaccionan para producir reactivos de partida continuamente, pero al hacerlo a una velocidad igualitaria, las concentraciones de ambos no presentan variaciones. (Massa & Cantó) (Medina, Martínez, & Ramírez, 2002) La mayoría de reacciones químicas son reversibles, y al inicio de dicho proceso, la reacción transcurre hacia la formación de productos, pero tan pronto se formen las moléculas de producto, se comienza a dar el proceso de equilibrio, es decir que se empiezan a formar moléculas de reactivos tras la obtención de moléculas de productos. Entonces, este equilibrio químico se alcanza cuando se presenta una misma velocidad directa e inversa entre las reacciones, y cuando las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes (Vera, 2007) (Figura 1). Ilustración 1 Equilibrio químico. Grafica lado izquierdo: velocidad vs Tiempo. Grafica lado derecho: Concentración vs Tiempo. Obtenida de: (FisicaQuimicamente, 2021). Ahora, debido a este equilibrio entre reactivos y productos, es preciso enfocarse en la constante de equilibrio planteada por los químicos noruegos Cato Guldberg y Peter Waage en 1864, la cual establece que para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura constante, la relación establecida entre las concentraciones de reactivos y productos tiene un valor constante Kc (Constante de equilibrio); aunque las concentraciones pueden variar, el valor de Kc para una reacción permanece constante, siempre y cuando la reacción este en equilibrio y la temperatura no cambie. (Chang & Goldsby, 2017). Esta constante de equilibrio se define mediante un cociente, cuyo numerador se obtiene multiplicando las concentraciones de los productos, en donde cada una está elevada a una potencia correspondiente a su coeficiente estequiométrico tras encontrase la ecuación balanceada. El denominador se obtiene aplicando este mismo procedimiento para las concentraciones en equilibrio de los reactivos, demostrado así: aA + bB cC + dD Kc =
[ C ]
c
[ D ]
d
[ A ]
a
[ B ]
b
Reactivos Productos + Calor Un aumento en la temperatura, ocasiona que el equilibrio se desplace en el sentido que absorbe calor. Para una reacción endotérmica, un aumento de temperatura hace que el equilibrio se desplace hacia la derecha y K aumenta. Para una reacción exotérmica ocurre lo contrario, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y K disminuye. Por otro lado, si se disminuye la temperatura se obtiene el efecto opuesto. (Vera, 2007)
MATERIALES UTILIZADOS
El simulador utilizado en esta práctica fue “Laboratorio virtual” https://labovirtual.blogspot.com/search/ label/Equilibrio%20qu%C3%ADmico
MONTAJE Y
PROCEDIMIENTO
Se comenzó analizando el equilibrio SCN −¿+ Fe 3 +¿ → FeSCN^2 +¿^ ¿^ ¿ (^) ¿ , para la determinación del valor y la variación de la constante de equilibrio con la temperatura.
ANALISIS DE RESULTADOS
CONCLUSIÓN
REFERENCIAS
Massa & Cantó: , (Massa & Cantó), Medina, Martínez, & Ramírez, 2002: , (Medina, Martínez, & Ramírez, 2002), Vera, 2007: , (Vera, 2007), Chang & Goldsby, 2017: , (Chang & Goldsby, 2017), Brown, LeMay, Bursten, & Murphy, 2009: , (Brown, LeMay, Bursten, & Murphy, 2009), (Christian, 2009: , (Christian, 2009),
