Equilibrio químico y principio de Le Chatelier

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El principio de Le Chatelier es una observación sobre el equilibrio químico de las reacciones. Establece que los cambios en la temperatura, presión, volumen o concentración de un sistema resultarán en cambios predecibles y opuestos en el sistema para lograr un nuevo estado de equilibrio.

El principio de Le Chatelier puede ser usado en la práctica para entender las condiciones de reacción que favorecerán el aumento de la formación de productos. Esta idea fue descubierta y formulada independientemente por Henri Louis Le Chatelier y Karl Ferdinand Braun.


Henry Le Chatelier en su laboratorio
Henry Le Chatelier en su laboratorio

Todas las reacciones químicas no se pueden considerar totalmente irreversibles. Con frecuencia, los reaccionantes forman productos y éstos, a su vez, se combinan entre sí para generar algo de reaccionantes.

En realidad, están ocurriendo dos reacciones simultáneas, cuyo resultado es una mezcla de reactivos y de productos. Esta situación genera una reacción reversible, la cual alcanzará el equilibrio cuando las velocidades de formación de productos y de reconversión de reactivos sean iguales.

Según el principio de Le Chatelier, “cuando un sistema está en equilibrio, y éste se perturba o se modifica externamente, por cambios en la concentración de las especies que participan del equilibrio, por cambios en la temperatura, presión o volumen, el propio sistema se ajustará, en la dirección que minimice, amortigüe o contrarreste el efecto que la perturbación externa causó en éste, estableciéndose un nuevo equilibrio”


Materiales

  • 10 tubos de ensayo
  • Gradilla
  • Beakers de 100 y 250 mL
  • Pipeta graduada de 10 mL
  • Placa de calentamiento

Reactivos

Soluciones:

  • Cromato de potasio 0.10 M
  • Dicromato de potasio 0.10 M
  • Hidróxido de sodio 6.0 M
  • Acido clorhídrico 6.0 M
  • Nitrato de bario 0.10 M
  • Cloruro de cobalto hexahidratado 0.40 M
  • Hielo

Procedimiento

Efecto del cambio en la concentración sobre un equilibrio químico homogéneo en solución acuosa

Equilibrio cromato – dicromato a partir del ión cromato (CrO4)-2

  1. Disponer cinco tubos de ensayos limpios y secos, rotularlos en su orden como 1, 2, 3, 4, y 5
  2. Agregar a cada uno las soluciones correspondientes descritas a continuación y realizar las observaciones pertinentes:
Tabla de soluciones para estudiar el efecto de la concentración en el equilibrio químico cromato - dicromato
Tabla de soluciones para estudiar el efecto de la concentración en el equilibrio químico cromato – dicromato

Equilibrio cromato – dicromato a partir del ión dicromato (Cr2O7)-2

Repita el procedimiento anterior, pero esta vez utilizando la solución de dicromato de potasio 0.10 M

Efecto de la temperatura sobre un equilibrio químico homogéneo en solución acuosa

Se utilizará el siguiente sistema basado en la reacción endotérmica:

Equilibrio químico empleado para el estudio del efecto de la temperatura en el equilibrio químico
Equilibrio químico empleado para el estudio del efecto de la temperatura en el equilibrio químico
  1. Poner 5.0 mL de solución de CoCl2 . 6H2O 0.10 M, en un beaker de 100 mL, adicionar gotas de solución de HCl 6.0 M, hasta que se verifique un cambio visible de color, aproximadamente hasta violeta.
  2. A temperatura ambiente los iones Co(H2O)6-2 y (CoCl)-2 se encuentran en cantidades suficientes, para establecer un equilibrio observable físicamente a través de la aparición del color violeta, el cual puede considerarse como la suma del color rosado y el azul; ya que cuando prevalece la especie Co(H2O)6-2, es azul.
  3. Calentar a baño de maría, hasta cuando se verifiquen cambios. Registrar lo observado.
  4. Permitir que el sistema regrese a la temperatura ambiente. Observar.
  5. Someter el sistema a un baño frio. Registrar lo observado.

Después del laboratorio

¿Qué efectos observables se dieron en las reacciones estudiadas?

¿Cuáles otras reacciones en equilibrio pueden utilizarse para estudiar el efecto de la concentración y de la temperatura en el equilibrio químico según el principio de Le Chatelier


Recomendaciones de seguridad

En todo momento se deben utilizar los elementos de seguridad básicos en el laboratorio de química (bata de laboratorio, guantes, gafas de seguridad y demás que sean exigidos por las normas internas, locales o nacionales. Los residuos generados por la práctica deben ser dispuestos de manera adecuada según las normas de laboratorio y las normas locales y nacionales respectivas.

Para más información Le Chatelier’s Principle | Introduction to Chemistry

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