Principio de Le Chatelier

Principio de Le Chatelier:

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A. Sistema de Equilibrio del ion cromato-ion dicromato A.1 En medio Básico: 1. Prepare 1,0mL de solución de cromato de potasio (K2CrO4) 0.1M y de dicromato de potasio (K2Cr2O7) 0.1M en dos tubos de ensayorespectivamente. 2. Luego con ayuda de la pipeta mida un volumen determinado de NaOH 1M yvertirlo en la soluciones del paso (1), de poco en poco, hasta que una de las soluciones cambia de color. 3. Separar y conservar la solución que obtuvo el cambio de color. A.2 En medio ácido: 1. Prepare 1.0mL de solución de cromato de potasio (K2CrO4) 0.1M y de dicromato de potasio (K2Cr2O7)0.1M en dos tubos de ensayorespectivamente. 2. Luego con ayuda de una pipeta mida un volumen determinado de HCl 1M yagregarlo en las soluciones del paso (1), de poco en poco, hasta que unade las soluciones cambie de color. 3. Separar y conservar la solución que obtuvo el cambio de color. A.3 Comprobación de Reversibilidad: 1. Aquí en esta parte para comprobar la reversibilidad se trabaja con lassoluciones que cambiaron de color en los pasos A1 y A2 respectivamente. 2. Al tubo de la parte A1 agregue gota a gota HCl 1M hasta observar elcambio de coloración. 3. Al tubo de la parte A.2 agregue gota a gota NaOH 1M hasta observar elcambio de coloración --------------------------

TEORÍA: Se define como equilibrio aquel estado de un sistema cuyas propiedades macroscópicas o configuración permanecen invariables a lo largo del tiempo. El equilibrio químico es la denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos sustancias o mas permanecen constantes, es decir, se da cuando la concentración de las sustancias participantes no cambian , de igual manera en estado de equilibrio no se observa cambios físicos a medida que transcurre el tiempo esto quiere decir cuando dos reacciones ya sea inversa o directa se desarrollan a la misma velocidad. velocidad. El equilibrio se alcanza cuando los reactivos se transforman en productos con la misma velocidad que los productos vuelven a transformarsee en reactivos (velocidad de reacción directa= a velocidad de reacción inversa) transformars El equilibrio en un sistema debe cumplir los siguientes requisitos: 1.-Solo puede existir equilibrio en un sistema aislado 2.- Cuando se alcanza el estado de equilibrio, las propiedades observables del sistema (color, masa de reactivos sin reaccionar, temperatura) no varían con el tiempo. 3.- Toda situación de de equilibrio se altera cuando se modifica la temperatura, temperatura, pero se restablece cuando el sistema vuelva el sistema vuelve a su temperatura original. 4.- También puede haber modificac modificaciones iones con variaciones en la presión / volumen y en la concentración de las sustancias participantes en la reacción. Las reacciones químicas pueden clasificarse en dos grandes grupos: Irreversible: Son aquellas que solo transcurren en un solo sentido. Reversible: cuando los productos reaccionan parcialmente entre sí para volver a formar las sustancias de partida. Son incompletas, porque alcanzan el equilibrio cuando aun podrían proseguir. (Del Rey, Picaporte, Méndez, 2001, p. 233)

PRINCIPIO DE LE CHATELIER Henri Louis Chatêlier fue un q uímico ingeniero metalúrgico metalúrgico francés que contribuyo con sus investigaciones al desarrollo de la termodinámica.. En el año de 1888 formulo su principio termodinámica principio que lleva su nombre y que es uno de los conceptos conceptos básicos ocupados en equilibrios químicos. concentraciones), el equilibrio se desplaza “Cuando un sistema en equilibrio se modifica un factor externo (presión, t emperatura, concentraciones), de tal forma que compensa la alteración producida”.



(Gonzales mora, 2007, p 47) Para el experimento se utilizaran utilizaran 2 sustancias sustancias muy indispensables que son: El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es una sal del hipotético ácido dicrómico (este ácido en sustancia no es estable). Se trata de una sustancia de color intenso anaranjado. Es unoxidante u noxidante fuerte. En contacto con sustancias orgánicas puede provocar incendios. El cromato de potasio (K2CrO4) es una sal ternaria de potasio con cromo en estado de oxidación +6, por lo que es un fuerte oxidante. Los cromatos contienen el ion CrO42−, que les da un fuerte color amarillo. (Hernández Pérez, 28 de octubre del 2010)

Análisis de resultados Este equilibrio se debe al fenómeno del ion común del agua. Si añadimos uno de los iones del agua, H+, la reacción tiende a desplazarse hacia la derecha para mantener el equilibrio y que no haya solo reactivos, sino que aparezcan los productos. Cuando añadimos la sal NaOH (los iones OH−), el equilibrio se desplaza hacia la izquierda para formar reactivos y mantener el proces o.

Cr2O7 2-

+ H 2O

Naranja

2 CrO4 2- + 2H+

Amarillo

El dicromato de potasio, al reaccionar con el agua, se disocia y se forman los iones dicromato, que proporcionan un color naranja El cromato de potasio, al reaccionar con el acido sulfúrico, se disocia y se forman los iones de cromato, que le proporcionan el color amarillo. Al añadir OH-, sobre el dicromato naranja, el desplazamiento del equilibrio hacia la derecha producirá el cromato amarillo. Al agregar protones sobre el cromato amarillo, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda formándose el dicromato naranja. De la misma forma, Por este motivo se intercambian los colores. El origen de la diferencia de colores está en la estructura de los propios iones: el cromato es tetraédrico, mientras que dicromato, está formado por dos tetraedros unidos por un puente de oxígeno. En este caso la distancia Cr-O, es mayor (1,78D) frente los 1,61D, en la unidad tetraédrica del cromato. Esta mayor separación, separación, modifica la interacción que se produce entre entre ellos y hace que la separación de las bandas de valencia y conducción en el caso del sólido dicromato sea ligeramente menor que en el cromato; 2,6eV frente a 2,8eV.Debe recordarse que tal como en el permanganato potásico, el desdoblamiento se produce por una transición electrónica p-d, desde los electrones del O 2- al metal, por eso la modificación en las distancias afecta al color. (Hernández Pérez, 2010-10-31) La ecuación química a la que se llega es: K2Cr2O7 (AC) + NaOH K2CrO4 + H2SO4 Podemos observar que es una reacción reversible reversible ya que vemos que se mueve mueve en dos sentidos, en esta ecuación se muestra muestra el equilibrio químico que existe entre los reactivos y los productos y viceversa. (Dicromato - Cromato). Los análisis de esta ecuación son los siguientes: Cuando mezclamos mezclamos el Dicromato (K 2Cr2O7 (l)) con el Hidróxido de Sodio (NaOH) se obtiene Cromato, y para volver a Dicromato, al Cromato le agregamos Acido Sulfúrico y así se obtiene la ecuación y la reacción reversible. Encontrando un equilibrio químico, comprobando y además afirmando el principio de LE CHATELIER.

Conclusiones: Se ha comprobado que el equilibrio químico es de suma importancia para obtener productos que se utilizan en la vida cotidiana como por ejemplo: shampoo, mayoría de la ropa etc. También se pudo comprobar que para mantener el equilibrio químico se desplaza de tal forma que compense la alteración producida ya sea en el aumento de sustancias en reactivo reactivo o en productos. productos. Se pudo observar que al cambiar de color las sustancias es cuando se alcanza el equilibrio entre las sustancias. Debido a esto podemos observar y analizar la ecuación obtenida respecto al proceso de experimentación que se realizo y de esta manera se comprobó el equilibrio de dicromato dicromato – cromato. – cromato.

EXPERIENCIA 1: CROMATO-DICROMATO



Que debe hacer usted En un vidrio de reloj añadió unas gotas de dicromato de potasio y, sobre él, unas gotas de hidróxido de sodio. Comprobó que el dicromato se convertía en cromato de color amarillo. amarillo. Análogamente, al añadir sobre el cromato de color amarillo un ácido, en este caso ácido clorhídrico, se comprobó que se volvía de color naranja d ebido a la presencia de iones dicromato.

Este equilibrio se debe al fenómeno del ion común del agua. Si añadimos uno de los iones del agua, H+, la reacción tiende a desplazarse hacia la derecha para mantener el equilibrio y que no haya solo reactivos, sino que aparezcan los productos. Cuando añadimos la sal NaOH (los iones OH−), el equilibrio se desplaza hacia la izquierda para formar reactivos y mantener el proces o.

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1.UN DESPLAZAMIENTO FÁCIL Y RÁPIDO: EL EQUILIBRIO CROMATO DICROMATO. Es muy conocido y empleado el desplazamiento del equilibrio ácido base cromato/dicromato, porque resulta muy rápido, lo cual siempre se valora en una clase experimental, para que los alumnos no se impacienten, presentando colores intensos que captan enseguida su atención. Para hacerlo, se disponen en una caja Petri, 4 gotas; una de una disolución de cromato (amarillo), otra de dicromato (anaranjado). Las otras dos de hidróxido sódico 6N y de H2SO4 6N. Tal como aparece en la fotografía 1 Se unen las gotas: dicromato potásico con hidróxido sódico y cromato potásico con ácido sulfúrico y se aprecian los fenómenos indicados en las fotos 2 y 3 Se han empleado cristalitos de dicromato potásico en la disolución para reforzar el color del dicromato, frente al cromato, dado que el naranja si es algo débil puede confundirse con el amarillo.

Al agregar protones sobre el cromato amarillo, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda formándose el dicromato naranja. De la misma forma, al añadir OH-, sobre el dicromato naranja, el desplazamiento del equilibrio hacia la derecha producirá el cromato amarillo. Por este motivo se intercambian los colores de las gotas. El origen de la diferencia de colores está en la estructura de los propios iones: el cromato es tetraédrico, mientras que dicromato, está formado por dos tetraedros unidos por un puente de oxígeno. En este caso la distancia Cr-O, es mayor (1,78D) frente los 1,61D, en la unidad tetraédrica del cromato. Esta mayor separación, modifica la interacción que se produce entre ellos y hace que la separación de las bandas de valencia y conducción en el caso del sólido dicromato sea ligeramente menor que en el cromato; 2,6eV frente a 2,8eV.Debe recordarse que tal como en el permanganato potásico, el desdoblamiento se produce por una transición electrónica p-d, desde los electrones del O2- al metal, por eso la modificación en las distancias afecta al color. En disolución no se forman complejos acuosos, por lo que se conserva la estructura iónica discreta de los iones cromato y dicromato. El dicromato presenta dos picos de absorción, a 380 y 450 o 22267cm-1(azul), mientras que en el cromato la absorción predomina sobre los 380nm o 26369cm-1 (en el límite del violeta) (Véase la tabla de energías de desdoblamiento y colores), lo que hace que el dicromato sea anaranjado, mientras que el cromato es amarillo pálido (amarillo limón) -------------------Bien, solo hay que pensar en el equilibrio de dimerizacion del ión cromato: 2CrO4 (2-) + 2 H+ <------> Cr2O7 (2-) + H2O (1) El ion cromato tiene una colaración amarilla, mientras que el dímero dicromato tienen una coloración anaranjada. Evidentemente, podemos pasar de una especie a otra. Obsevando este equilibrio, vemos que en medio ácido (con muchos protones) el equilibrio anterior se desplazará hacia la izquierda, aumentando la concentración de dicromato, por lo que la coloración será anaranjada. En cambio, en medio básico (pocos protones, muchos OH-) el equilibrio se desplazará hacia la izquierda, (porque los OH - consumen los protones) por lo que la coloración será amarilla. En la primera parte del ensayo, añadiste OH- al medio y, por lo tanto, la especie predominante era el cromato (color amarillo) En la segunda parte del ensayo, anadiste ácido (H+) por lo que la especie predominante era el dicromato (color anaranjado) Las reacciones en ambos casos son la misma, la dada por el equilibrio (1), que en forma molecular se escribe como sigue: En medio básico K2Cr2O7 + 2 KOH --> 2 K2CrO4 + H2O



Los cromatos y los dicromatos son sales del ácido crómico y del ácido dicrómico, dicrómico, respectivamente. Los cromatos contienen el ion CrO42−, que les da un fuerte color amarillo. Los dicromatos poseen el ion Cr 2O72−, por lo que son de un color anaranjado intenso.

[editar ]Características 

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Los átomos de cromo se encuentran en estado de oxidación 6+ en ambos iones, tanto cromato como dicromato, lo que hace que estos compuestos sean por lo general fuertes oxidantes. En solución acuosa, el cromato y el dicromato se encuentran en equilibrio. Al aumentar el pH de la solución, predomina el ion cromato, mientras el dicromato predomina en un pH más bajo. Esto es un clásico ejemplo del Principio de Le Châtelier . La concentración de cromato también afecta al equilibrio. Son usados en análisis ambiental para medir la Demanda química de oxígeno. oxígeno . Son cancerígenos cancerígenos.. Todos los compuestos con cromo en estado de oxidación 6+ son considerados tóxicos y cancerígenos. 3+ Al ser usados como tituladores en una reacción de óxido-reducción, son reducidos a cromo(III), Cr , de un color verdeazulado. Los cromatos de sodio (Na2CrO4), de potasio (K2CrO4), y de amonio, amonio, (NH4)2CrO4, son sólidos cristalinos solubles en agua y son los cromatos y dicromatos más comúnmente usados como reactivos. En general, los cromatos y dicromatos de metales pesados son poco o nada solubles en agua por lo que carecen de utilidad como reactivos.  

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