Equilibrio quimico

[pic 1]

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUDESTE DE MINAS GERAIS – CAMPUS BARBACENA.

FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL

Prof.: DR. ARLINDO INÊS TEIXEIRA

AULA EXPERIMENTAL Nº 10 – EQUILÍBRIO QUÍMICO: PARTE QUANTITATIVA.

Eliziele Aparecida Esteves

Renata Maria Do Carmo Gava

4º período - Licenciatura em Química

Barbacena - MG

Novembro/ 2015

OBJETIVO:

Confirmar experimentalmente aspectos quantitativos e calcular a constante de equilíbrio, de uma reação.

RESUMO

O presente relatório visa abordar a análise quantitativa de concentrações de uma reação entre íons Fe3+ e SCN- em equilíbrio, e consequentemente a obtenção de uma constante de equilíbrio para esta reação. Neste experimento foram feitas análises espectrofotométricas em faixas de comprimentos de ondas pré-determinados para o produto da reação, o [FeSCN 2+]. Na análise usou-se diluições de uma solução de ferro (III) a fim de se formar soluções entre os íons estudados cada vez mais diluídos, para que pudessem ser comparadas com uma solução reacional de valores conhecidos. No estudo obteve-se resultados satisfatórios, comprovando a relativa eficácia da espectrofotometria na análise não só qualitativa, mas também quantitativa de soluções de concentrações desconhecidas. Ainda com base nos resultados foi possível confirmar o enunciado da lei de Lambert-Beer, comparando-se os diferentes valores de absorvância com as concentrações de cada solução.

INTRODUÇÃO:

Em uma reação química, reagentes, ao entrarem em contato, tendem a formar produtos ate que se encerre a quantidade destes. Porem em algumas reações, os produtos formados tendem a reagir entre si formando novamente os reagentes. Portando estas reações jamais terão fim, pois reagente formarão cada vez mais produtos, que de contra partida formarão novamente reagentes. Quando a velocidade de formação dos reagentes for igual à velocidade da formação de produtos, diz-se que aquela reação atingiu o equilíbrio químico, sendo que neste momento não é possível mais ver alterações de concentrações de reagentes e produtos na solução reacional.

        Matematicamente pode-se considerar que no equilíbrio, a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa. Considerando que a velocidade de uma reação e diretamente proporcional a concentração de reagentes, pode-se dizer que a velocidade será dada pelo produto da concentração dos reagentes por uma constante de proporcionalidade. Com isso, no equilíbrio de uma reação A + B – C + D, tem-se que:

V1 = V2

K1. CA. CB = K2. CC. CD

K1/K2 = CC. CD/ CA . CB

KE = CC . CD/ CA . CB

        Considerando o conceito de concentração molar, que é quantidade de mols de um determinado soluto dissolvido em um determinado solvente, pode-se concluir que quando o equilíbrio é atingido não há mais variação de quantidades de solutos na solução reacional, sendo este um bom momento para realizar análises quantitativas com relação aos elementos que constituem aquela solução.  Um dos métodos de análises quantitativas de solutos em solução é a espectrofotometria, uma técnica analítica de concentração de substancias com a utilização de luz. Este método permite comparar uma amostra de solução problema a uma solução formada por uma quantidade conhecida do mesmo soluto.

 Quando um determinado feixe de luz incide sobre uma determinada substância, parte da energia é absorvida por esta. E é esta capacidade de absorver energia (absorvância) que fornece a cor das substâncias, uma vez que cada substancia consegue absorver esta energia em certos comprimentos de ondas, transparecendo para os olhos humanos somente as ondas com comprimentos não absorvidos. Com base nestes conhecimentos e associando os conceitos estudados pelo astrofísico Corrado Lambert e o físico August Beer enuncia-se a lei Lambert-Beer que diz que “A intensidade de um feixe de luz monocromático decresce exponencialmente à medida que a concentração da substância absorvente aumenta aritmeticamente”. Esta lei é o fundamento da analise por espectrofotometria, pois pode-se concluir que a capacidade de absorção de radiação de luz é diretamente proporcional à concentração da solução, ou seja, a absorvância pode ser calculada através do produto da concentração da solução por uma constante de proporcionalidade.

 Na espectrofotometria são analisadas duas soluções sendo uma de concentração conhecida e outra, uma solução problema, as quais são comparadas com base na capacidade de absorção de radiação. Nela estabelece-se uma relação entre a concentração e absorvância da solução conhecida, com a absorvância e concentração da solução problema da seguinte forma:

                                                 A1/A2 = C1/C2

        Assim em uma reação A+B – C, sendo A e B reagentes incolores e C um produto com cor definida, pode-se por espectrofotometria calcular a concentração de C e consequentemente a de A e B. Além das concentrações, é possível calcular ainda a constante de equilíbrio para a reação através da concentração encontrada na analise espectrométrica.

MATERIAIS E MÉTODOS

 Materiais e reagentes:

• Solução 0,002M de tiocianato de potássio (KSCN);
• Solução 0,02M de Fe3+ (por exemplo, nitrato férrico);
• 05 tubos de ensaio;
• 02 béqueres de 100 mL;
• Fotocolorímetro.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

No experimento pegou-se 05 tubos de ensaio e os enumerou de 1 a 5, adicionando a cada um uma quantidade de 05 mL de solução de tiocianato de potássio 0,002M. No primeiro tubo, foram adicionado 05 mL de solução 0,02M de Fe3+ e posteriormente foi calculada a nova concentração da solução.

Posteriormente adicionou-se em um béquer rotulado A, 2,5mL de solução 0,02M Fe3+ e água ate que o volume final fosse de 50 mL. Logo após foram adicionados no tubo de numero 2, 05mL da solução diluída no béquer, sendo calculada as novas concentrações da solução no tubo.