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Determinación de magnitudes termodinámicas del KNO3 a partir de su
solubilidad en agua a varias temperaturas.
PRÁCTICA 7
Equipo 3:Cauich Suárez Loremy Yehudí.Chan Díaz Isaac Alberto.Qué López Fernando.Ravell Sánchez Ariday Esther.Zapata Santos Elisa del Rosario.
OBJETIVOS:Estudiar un equilibrio químico: solubilidad
de una sal.Comprobar experimentalmente la relación
solubilidad-constante de equilibrio-temperatura.
Calcular la entalpía de la solubilidad del KNO3 a partir de la pendiente de la ecuación que relaciona la constante de equilibrio con la temperatura (ecuación de Van’t Hoff).
Determinar la energía libre y la entropía.
Equilibrio químico
• El equilibrio químico es un estado de un sistema reaccionante en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que siguen reaccionando entre sí las sustancias presentes.
• Una reacción en equilibrio es un proceso dinámico en el que continuamente los reactivos se están convirtiendo en productos y los productos se convierten en reactivos; cuando lo hacen a la misma velocidad nos da la sensación de que la reacción se ha paralizado.
El equilibrio químico se establece cuando existen dos reacciones
opuestas que tienen lugar simultáneamente a la misma
velocidad.
Solubilidad
La solubilidad de un soluto en un disolvente
es la concentración, que tiene el soluto
dentro del disolvente cuando la disolución
está saturada, medida a una temperatura
determinada. Es, por tanto, la
concentración máxima que se puede
disolver a esa temperatura.
Ecuación de Van´t Hoff
• Los cambios en la K dependen del signo de
la entalpía de reacción.
• Si la entalpía es positiva, la K se incrementa
conforme la temperatura incrementa y se
reduce conforme la temperatura se reduce.
• Si la entalpía es negativa, la K se reduce
conforme la temperatura incrementa y
viceversa.
Energía libre
• Es una medida de la energía disponible
para realizar un trabajo dentro de un
sistema.
• La capacidad de un sistema para realizar un
trabajo disminuye a medida que se
aproxima al equilibrio.
• En el equilibrio no hay energía libre para
realizar un trabajo.
Entropía
Es una medida de cantidad de energía que ya no es posible convertir en trabajo.
S=Q/T
• El KNO₃ es un electrolito fuerte, de forma que procede la reacción:
KNO₃(s)+ H₂O K⁺(aq)+NO₃⁻(aq)
• Se considera en equilibrio cuando el solido está en contacto con la disolución saturada, lo que se produce cuando comienza el proceso de cristalización.
• Considerando que la sal y el agua pura son iguales a 1 al igual que los coeficientes de actividad de los iones esta dada por: Kps= [K⁺][NO₃⁻]= (S)(S)=S²
• Kps es constante de solubilidad y S solubilidad de la sal expresada en moles de soluto disuelto por litro de solución.
Procedimiento:Pesar en un tubo de ensayo 10.0 g de
KNO3
Instalar sistema de la figura 1
Añadir desde la bureta 7.0 mL de agua al tubo de ensayo
Colocar en el interior del tubo un agitador magnético
Cerrar el tubo con el tapón horadado (con el termómetro en el interior)
α
Calentar mezcla en baño María
Agitar constantemente
Esperar disolución completa
Sacar el tubo del baño
Dejar enfriar el tubo agitando continuamente β
α
Anotar temperatura a la que aparecen los primeros cristales
Medir volumen del disolvente a la temperatura ambiente:
Llenar tubo de ensayo con agua hasta igualar el nivel del anterior tubo de ensayo
Confirmar temperatura de aparición de los primeros
cristales:
Volver a calentar el tubo hasta una nueva disolución γ
β
Dejar enfriar agitando constantemente
Añadir 3.0 mL de agua destilada
Calentar hasta disolución del sólido
Volver a determinar el volumen de la disolución y
la temperatura de equilibrio
Repetir el procedimiento 5 0 6 veces añadiendo 3.0
mL cada vez hasta alcanzar temp. Ambiente.
γ
R1
Figura 1. Sistema experimental para determinar las magnitudes
termodinámicas del KNO3 a partir de su solubilidad en agua.
Manejo de Desechos:
R1
KNO3 + Agua: Depositar en grupo 6 (disoluciones de metales y sales inorgánicas).
REFERENCIAS:
1-consultado el lunes 14 de octubre del 2013 en: www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/844816962X.pdf2-consultado el lunes 14 de octubre del 2013 en: webs.uvigo.es/eqf_web/eqf_docs/EQF_Practica4.pdf3- Ball W.David; Fisicoquímica Ciencias e Ingenierías; Ed. 1° ; editorial: Cengage Learning Editores,2004. pág. 1334- Cuamatzi Tapia Oscar; Bioquímica de los procesos metabólicos; editorial: Reverte, 2004. pág.85- Colín Scherer Leopoldo ; El concepto de entropía; editorial: UNAM, 1989; pág.6