INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

ACADEMIAS DE LABORATORIO DE QUIMICA

QUIMICA INDUSTRIAL

PRACTICA 5- EQUILIBRIO QUIMICO

Marcel Martiacutenez Federico EmigdioCuriel Jimeacutenez Joseacute Andreacutes

2IV32

PRACTICA 5- EQUILIBRIO QUIMICO

OBJETIVOS

El alumno determinara a partir de Datos Experimentales la constante de Equilibrio Quiacutemico en funcioacuten de las Concentraciones en un Sistema Homogeacuteneo a Temperatura Constante

INTRODUCCION

aA + Bb Cc + dD COND EQUILIBRIO Vd = Vi

Esterificacioacuten

CH3COOHAc + C2H5OHAc CH3COOC2H5Ac + H2Ol

Ac Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

PROPIEDADES

1) Todas las Reacciones Quiacutemicas son Reversibles2) Reaccioacuten de Neutralizacioacuten3) Sistema Liquido Homogeacuteneo4) Cuando el sistema cae en Equilibrio la Concentracioacuten de

cada Sustancia ya no Varia5) La Temperatura permanece Constante6) Catalizador o Acelerador (H2SO4 CONC)

CONSTANTE EQUILIBRIO QUIMICO Es la Relacioacuten del Producto de Concentracioacuten de los Productos entre el Producto de la Concentracioacuten de los Reactivos

K= [C]c [D]d [A]a [B]b

MARCO TEORICO

Es un hecho familiar bien establecido que muchas reacciones no finalizan sino que proceden hasta cierto punto y se detienen dejando con frecuencia cantidades considerables de reactivos inalterados Bajo un conjunto de condiciones dadas de temperatura presioacuten y concentracioacuten el punto en el cual una reacci6n particular parece detenerse es sien1pre el mismo es decir existe en este punto entre las concentraciones de los diversos reactivos y productos una relacioacuten fija definida Cuando una reaccioacuten alcanza este estado se dice que se encuentra en equilibrio que no debe considerarse como aqueacutel en que cesa todo movimiento Sino que es maacutes provechoso considerarlo como un estado en el cual la velocidad con que desaparecen los reactivos originando producto es exactamente igual ala de interaccioacuten de los productos que restablecen las sustancias reaccionantes Bajo estas condiciones no hay una transformacioacuten perceptible en el sistema y el resultado final es un estado aparente de reposo completo Este equilibrio designa como dinaacutemico en contraste con el estaacutetico donde no hay movimiento alguno Todos los equilibrios fiacutesicos y quiacutemicos entre estados se consideran de naturaleza dinaacutemica Los equilibrios quiacutemicos se clasifican en dos grupos a) los homogeacuteneos y b) heterogeacuteneos Los primeros son los que se establecen en un sistema en el cual soacutelo existe una fase como por ejemplo aquellos sistemas que contienen gases uacutenicamente o una sola fase liacutequida o soacutelida Por otro lado un equilibrio heterogeacuteneo es aqueacutel establecido en un sistema con maacutes de una fase como el que existen entre un soacutelido y un gas liacutequido y gas o soacutelido y soacutelido

KP y KC En Las Reacciones GaseosasAntes de seguir es necesario relacionar las constantes de equilibrio termodinaacutemico con las cantidades medibles experimentalmente como son las presiones parciales de los reactivos y productos en el equilibrio en el caso de las

reacciones gaseosas y concentraciones para las reacciones en solucioacuten Aquiacute discutiremos las reacciones que involucran a es uacutenica- mente o gases y fases puras condensadas Los equilibrios en las soluciones la actividad de un gas puro es ideacutentica con la fugacidad y estaacute dada por a = Py donde P es la presioacuten del gas y su coeficiente de actividad La relacioacuten correspondiente para un gas en una mezcla de ellos estaacute dada por la regla de la fugacidad de Lewis que establece que la actividad de un gas cualquiera en una mezcla es igual a su presioacuten parcial multiplicada por el coeficiente de actividad del gas puro a la presioacuten total de la mezcla De acuerdo con esta regla para una especia gaseosa cualquiera i en una mezcla se cumple

El primer teacutermino de la derecha en la ecuacioacuten anterior se puede representar por Kp es decir

Kp= PcC PdD PaA PbB

Kp es la constante de presiones de equilibrio de una reacci6n para evaluarla podemos usar cualquier unidad de presioacuten Por otra parte Kγ es una cantidad cuya magnitud depende de los gases involucrados y de la presioacuten En gases ideales o en los reales a presioacuten cero γ= 1 y de aquiacute Kγ = 1 Bajo estas condiciones Ka = Kp es decir ambas constantes son iguales En gases no ideales a presiones mayores que cero los valores de y se desviacutean de la unidad y lo mismo sucede con Kγ de hecho para una reaccioacuten dada el valor de Kγ estaacute determinado por la presioacuten total del sistema y variaraacute a medida que cambie esta uacuteltima Por lo tanto se sigue de la ecuacioacuten Ka que mientras que para una reaccioacuten y temperatura dadas Ka es una verdadera constante Kp puede

no serio sino una funcioacuten de la presioacuten total de equilibrio Los liacutemites dentro de los cuales las presiones son reemplazables por las actividades se han discutido en el capiacutetulo precedente En general es posible establecer que Kp es aproximadamente igual que Ka a presiones totales bajas Como la mayoriacutea de los ejemplos de equilibrio que citaremos comprenden gases en las condiciones acabadas de sentildealar procederemos bajo la suposicioacuten de que Ka es sinoacutenimo de Kp

Aunque los equilibrios que comprenden gases se formulan maacutes frecuentemente en funcioacuten de las presiones parciales para dar Kp tambieacuten se expresan con frecuencia en teacutem1ino de las concentraciones de esta manera

donde Kc es la constante de equilibrio de las concentraciones Los valores de Kp y Kc asiacute obtenidas para una reaccioacuten dada son generalmente distintas numeacutericamente pero es faacutecil lograr una relacioacuten entre ellas a cualquier temperatura T si consideramos que los gases involucrados se comportan de manera ideal En este caso se cumple que

P = (n V)RT = CRT y al sustituir esta relacioacuten en la ecuacioacuten de Kp

Pero (c + d + _) -(a + b + ) representa el cambio en el nuacutemero total de moles de los productos gaseosos y de los reactivos durante la reaccioacuten Si designamos a esta diferencia por ∆ng obtendremos la siguiente relacioacuten entre las dos constantes

Kp = Kc (RT) ∆ng

Resulta claro de la ecuacioacuten anterior que Kp = Kc soacutelo cuando Δng = O es decir cuando no hay cambio de volumen en la reaccioacuten y cuando lo hay Kp ne Kc Cuando hay un incremento de volumen en la reaccioacuten Δng es positivo y Kp es numeacutericamente mayor que Kc Si Δng es negativo hay una disminucioacuten de volumen y Kp es menor que Kc Usando la

ecuaci6n antes descrita R debe expresarse en las mismas unidades en que lo estaacuten las presiones y voluacutemenes involucrados en Kp y Kc

Propiedades De Las Constantes De EquilibrioA causa de la importancia fundamental de los caacutelculos del equilibrio no estaacute de maacutes recapitular y recalcar las propiedades de la constante de equilibrio de una reaccioacuten En la siguiente discusioacuten supondremos que Kp o` Kc son verdaderas constantes en una reaccioacuten

Primero el principio de la constante es vaacutelido soacutelo en este punto de equilibrio No se aplica a las concentraciones posibles de hallar en un sistema en reaccioacuten sino uacutenicamente en el equilibrio verdadero ya menos que se reemplacen en las ecuaciones Kp o Kc las concentraciones correspondientes al punto de equilibrio no cabe esperar obtener valores de las constantes Repetimos que la constante de equilibrio de una reaccioacuten a una temperatura fija es independiente de la concentracioacuten o presioacuten para todas las concentraciones o presiones Ademaacutes su variacioacuten respecto a la temperatura es predecible termodinaacutemicamente La magnitud de la constante determina la extensioacuten a la cual proceder una reaccioacuten particular bajo condiciones establecidas Un valor grande de Kp oacute Kc sentildeala que el numerador de la expresioacuten de la constante lo es en comparacioacuten con el denominador es decir que las concentraciones d los productos son mayores que la de los reactivos y que la reaccioacuten favorece la formacioacuten de los productos Por otra parte cuando Kp oacute Kc son pequentildeas las concentraciones de los reactivos son grandes en comparacioacuten las de los productos y todo indica que la reaccioacuten no procederaacute de manera eficiente

Ademaacutes la constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensioacuten de Ia reaccioacuten Por ahora deduciremos cualitativamente algunas conclusiones de validez general Con este propoacutesito consideremos la reaccioacuten siguiente

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

PRACTICA 5- EQUILIBRIO QUIMICO

OBJETIVOS

El alumno determinara a partir de Datos Experimentales la constante de Equilibrio Quiacutemico en funcioacuten de las Concentraciones en un Sistema Homogeacuteneo a Temperatura Constante

INTRODUCCION

aA + Bb Cc + dD COND EQUILIBRIO Vd = Vi

Esterificacioacuten

CH3COOHAc + C2H5OHAc CH3COOC2H5Ac + H2Ol

Ac Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

PROPIEDADES

1) Todas las Reacciones Quiacutemicas son Reversibles2) Reaccioacuten de Neutralizacioacuten3) Sistema Liquido Homogeacuteneo4) Cuando el sistema cae en Equilibrio la Concentracioacuten de

cada Sustancia ya no Varia5) La Temperatura permanece Constante6) Catalizador o Acelerador (H2SO4 CONC)

CONSTANTE EQUILIBRIO QUIMICO Es la Relacioacuten del Producto de Concentracioacuten de los Productos entre el Producto de la Concentracioacuten de los Reactivos

K= [C]c [D]d [A]a [B]b

MARCO TEORICO

Es un hecho familiar bien establecido que muchas reacciones no finalizan sino que proceden hasta cierto punto y se detienen dejando con frecuencia cantidades considerables de reactivos inalterados Bajo un conjunto de condiciones dadas de temperatura presioacuten y concentracioacuten el punto en el cual una reacci6n particular parece detenerse es sien1pre el mismo es decir existe en este punto entre las concentraciones de los diversos reactivos y productos una relacioacuten fija definida Cuando una reaccioacuten alcanza este estado se dice que se encuentra en equilibrio que no debe considerarse como aqueacutel en que cesa todo movimiento Sino que es maacutes provechoso considerarlo como un estado en el cual la velocidad con que desaparecen los reactivos originando producto es exactamente igual ala de interaccioacuten de los productos que restablecen las sustancias reaccionantes Bajo estas condiciones no hay una transformacioacuten perceptible en el sistema y el resultado final es un estado aparente de reposo completo Este equilibrio designa como dinaacutemico en contraste con el estaacutetico donde no hay movimiento alguno Todos los equilibrios fiacutesicos y quiacutemicos entre estados se consideran de naturaleza dinaacutemica Los equilibrios quiacutemicos se clasifican en dos grupos a) los homogeacuteneos y b) heterogeacuteneos Los primeros son los que se establecen en un sistema en el cual soacutelo existe una fase como por ejemplo aquellos sistemas que contienen gases uacutenicamente o una sola fase liacutequida o soacutelida Por otro lado un equilibrio heterogeacuteneo es aqueacutel establecido en un sistema con maacutes de una fase como el que existen entre un soacutelido y un gas liacutequido y gas o soacutelido y soacutelido

KP y KC En Las Reacciones GaseosasAntes de seguir es necesario relacionar las constantes de equilibrio termodinaacutemico con las cantidades medibles experimentalmente como son las presiones parciales de los reactivos y productos en el equilibrio en el caso de las

reacciones gaseosas y concentraciones para las reacciones en solucioacuten Aquiacute discutiremos las reacciones que involucran a es uacutenica- mente o gases y fases puras condensadas Los equilibrios en las soluciones la actividad de un gas puro es ideacutentica con la fugacidad y estaacute dada por a = Py donde P es la presioacuten del gas y su coeficiente de actividad La relacioacuten correspondiente para un gas en una mezcla de ellos estaacute dada por la regla de la fugacidad de Lewis que establece que la actividad de un gas cualquiera en una mezcla es igual a su presioacuten parcial multiplicada por el coeficiente de actividad del gas puro a la presioacuten total de la mezcla De acuerdo con esta regla para una especia gaseosa cualquiera i en una mezcla se cumple

El primer teacutermino de la derecha en la ecuacioacuten anterior se puede representar por Kp es decir

Kp= PcC PdD PaA PbB

Kp es la constante de presiones de equilibrio de una reacci6n para evaluarla podemos usar cualquier unidad de presioacuten Por otra parte Kγ es una cantidad cuya magnitud depende de los gases involucrados y de la presioacuten En gases ideales o en los reales a presioacuten cero γ= 1 y de aquiacute Kγ = 1 Bajo estas condiciones Ka = Kp es decir ambas constantes son iguales En gases no ideales a presiones mayores que cero los valores de y se desviacutean de la unidad y lo mismo sucede con Kγ de hecho para una reaccioacuten dada el valor de Kγ estaacute determinado por la presioacuten total del sistema y variaraacute a medida que cambie esta uacuteltima Por lo tanto se sigue de la ecuacioacuten Ka que mientras que para una reaccioacuten y temperatura dadas Ka es una verdadera constante Kp puede

no serio sino una funcioacuten de la presioacuten total de equilibrio Los liacutemites dentro de los cuales las presiones son reemplazables por las actividades se han discutido en el capiacutetulo precedente En general es posible establecer que Kp es aproximadamente igual que Ka a presiones totales bajas Como la mayoriacutea de los ejemplos de equilibrio que citaremos comprenden gases en las condiciones acabadas de sentildealar procederemos bajo la suposicioacuten de que Ka es sinoacutenimo de Kp

Aunque los equilibrios que comprenden gases se formulan maacutes frecuentemente en funcioacuten de las presiones parciales para dar Kp tambieacuten se expresan con frecuencia en teacutem1ino de las concentraciones de esta manera

donde Kc es la constante de equilibrio de las concentraciones Los valores de Kp y Kc asiacute obtenidas para una reaccioacuten dada son generalmente distintas numeacutericamente pero es faacutecil lograr una relacioacuten entre ellas a cualquier temperatura T si consideramos que los gases involucrados se comportan de manera ideal En este caso se cumple que

P = (n V)RT = CRT y al sustituir esta relacioacuten en la ecuacioacuten de Kp

Pero (c + d + _) -(a + b + ) representa el cambio en el nuacutemero total de moles de los productos gaseosos y de los reactivos durante la reaccioacuten Si designamos a esta diferencia por ∆ng obtendremos la siguiente relacioacuten entre las dos constantes

Kp = Kc (RT) ∆ng

Resulta claro de la ecuacioacuten anterior que Kp = Kc soacutelo cuando Δng = O es decir cuando no hay cambio de volumen en la reaccioacuten y cuando lo hay Kp ne Kc Cuando hay un incremento de volumen en la reaccioacuten Δng es positivo y Kp es numeacutericamente mayor que Kc Si Δng es negativo hay una disminucioacuten de volumen y Kp es menor que Kc Usando la

ecuaci6n antes descrita R debe expresarse en las mismas unidades en que lo estaacuten las presiones y voluacutemenes involucrados en Kp y Kc

Propiedades De Las Constantes De EquilibrioA causa de la importancia fundamental de los caacutelculos del equilibrio no estaacute de maacutes recapitular y recalcar las propiedades de la constante de equilibrio de una reaccioacuten En la siguiente discusioacuten supondremos que Kp o` Kc son verdaderas constantes en una reaccioacuten

Primero el principio de la constante es vaacutelido soacutelo en este punto de equilibrio No se aplica a las concentraciones posibles de hallar en un sistema en reaccioacuten sino uacutenicamente en el equilibrio verdadero ya menos que se reemplacen en las ecuaciones Kp o Kc las concentraciones correspondientes al punto de equilibrio no cabe esperar obtener valores de las constantes Repetimos que la constante de equilibrio de una reaccioacuten a una temperatura fija es independiente de la concentracioacuten o presioacuten para todas las concentraciones o presiones Ademaacutes su variacioacuten respecto a la temperatura es predecible termodinaacutemicamente La magnitud de la constante determina la extensioacuten a la cual proceder una reaccioacuten particular bajo condiciones establecidas Un valor grande de Kp oacute Kc sentildeala que el numerador de la expresioacuten de la constante lo es en comparacioacuten con el denominador es decir que las concentraciones d los productos son mayores que la de los reactivos y que la reaccioacuten favorece la formacioacuten de los productos Por otra parte cuando Kp oacute Kc son pequentildeas las concentraciones de los reactivos son grandes en comparacioacuten las de los productos y todo indica que la reaccioacuten no procederaacute de manera eficiente

Ademaacutes la constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensioacuten de Ia reaccioacuten Por ahora deduciremos cualitativamente algunas conclusiones de validez general Con este propoacutesito consideremos la reaccioacuten siguiente

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

MARCO TEORICO

Es un hecho familiar bien establecido que muchas reacciones no finalizan sino que proceden hasta cierto punto y se detienen dejando con frecuencia cantidades considerables de reactivos inalterados Bajo un conjunto de condiciones dadas de temperatura presioacuten y concentracioacuten el punto en el cual una reacci6n particular parece detenerse es sien1pre el mismo es decir existe en este punto entre las concentraciones de los diversos reactivos y productos una relacioacuten fija definida Cuando una reaccioacuten alcanza este estado se dice que se encuentra en equilibrio que no debe considerarse como aqueacutel en que cesa todo movimiento Sino que es maacutes provechoso considerarlo como un estado en el cual la velocidad con que desaparecen los reactivos originando producto es exactamente igual ala de interaccioacuten de los productos que restablecen las sustancias reaccionantes Bajo estas condiciones no hay una transformacioacuten perceptible en el sistema y el resultado final es un estado aparente de reposo completo Este equilibrio designa como dinaacutemico en contraste con el estaacutetico donde no hay movimiento alguno Todos los equilibrios fiacutesicos y quiacutemicos entre estados se consideran de naturaleza dinaacutemica Los equilibrios quiacutemicos se clasifican en dos grupos a) los homogeacuteneos y b) heterogeacuteneos Los primeros son los que se establecen en un sistema en el cual soacutelo existe una fase como por ejemplo aquellos sistemas que contienen gases uacutenicamente o una sola fase liacutequida o soacutelida Por otro lado un equilibrio heterogeacuteneo es aqueacutel establecido en un sistema con maacutes de una fase como el que existen entre un soacutelido y un gas liacutequido y gas o soacutelido y soacutelido

KP y KC En Las Reacciones GaseosasAntes de seguir es necesario relacionar las constantes de equilibrio termodinaacutemico con las cantidades medibles experimentalmente como son las presiones parciales de los reactivos y productos en el equilibrio en el caso de las

reacciones gaseosas y concentraciones para las reacciones en solucioacuten Aquiacute discutiremos las reacciones que involucran a es uacutenica- mente o gases y fases puras condensadas Los equilibrios en las soluciones la actividad de un gas puro es ideacutentica con la fugacidad y estaacute dada por a = Py donde P es la presioacuten del gas y su coeficiente de actividad La relacioacuten correspondiente para un gas en una mezcla de ellos estaacute dada por la regla de la fugacidad de Lewis que establece que la actividad de un gas cualquiera en una mezcla es igual a su presioacuten parcial multiplicada por el coeficiente de actividad del gas puro a la presioacuten total de la mezcla De acuerdo con esta regla para una especia gaseosa cualquiera i en una mezcla se cumple

El primer teacutermino de la derecha en la ecuacioacuten anterior se puede representar por Kp es decir

Kp= PcC PdD PaA PbB

Kp es la constante de presiones de equilibrio de una reacci6n para evaluarla podemos usar cualquier unidad de presioacuten Por otra parte Kγ es una cantidad cuya magnitud depende de los gases involucrados y de la presioacuten En gases ideales o en los reales a presioacuten cero γ= 1 y de aquiacute Kγ = 1 Bajo estas condiciones Ka = Kp es decir ambas constantes son iguales En gases no ideales a presiones mayores que cero los valores de y se desviacutean de la unidad y lo mismo sucede con Kγ de hecho para una reaccioacuten dada el valor de Kγ estaacute determinado por la presioacuten total del sistema y variaraacute a medida que cambie esta uacuteltima Por lo tanto se sigue de la ecuacioacuten Ka que mientras que para una reaccioacuten y temperatura dadas Ka es una verdadera constante Kp puede

no serio sino una funcioacuten de la presioacuten total de equilibrio Los liacutemites dentro de los cuales las presiones son reemplazables por las actividades se han discutido en el capiacutetulo precedente En general es posible establecer que Kp es aproximadamente igual que Ka a presiones totales bajas Como la mayoriacutea de los ejemplos de equilibrio que citaremos comprenden gases en las condiciones acabadas de sentildealar procederemos bajo la suposicioacuten de que Ka es sinoacutenimo de Kp

Aunque los equilibrios que comprenden gases se formulan maacutes frecuentemente en funcioacuten de las presiones parciales para dar Kp tambieacuten se expresan con frecuencia en teacutem1ino de las concentraciones de esta manera

donde Kc es la constante de equilibrio de las concentraciones Los valores de Kp y Kc asiacute obtenidas para una reaccioacuten dada son generalmente distintas numeacutericamente pero es faacutecil lograr una relacioacuten entre ellas a cualquier temperatura T si consideramos que los gases involucrados se comportan de manera ideal En este caso se cumple que

P = (n V)RT = CRT y al sustituir esta relacioacuten en la ecuacioacuten de Kp

Pero (c + d + _) -(a + b + ) representa el cambio en el nuacutemero total de moles de los productos gaseosos y de los reactivos durante la reaccioacuten Si designamos a esta diferencia por ∆ng obtendremos la siguiente relacioacuten entre las dos constantes

Kp = Kc (RT) ∆ng

Resulta claro de la ecuacioacuten anterior que Kp = Kc soacutelo cuando Δng = O es decir cuando no hay cambio de volumen en la reaccioacuten y cuando lo hay Kp ne Kc Cuando hay un incremento de volumen en la reaccioacuten Δng es positivo y Kp es numeacutericamente mayor que Kc Si Δng es negativo hay una disminucioacuten de volumen y Kp es menor que Kc Usando la

ecuaci6n antes descrita R debe expresarse en las mismas unidades en que lo estaacuten las presiones y voluacutemenes involucrados en Kp y Kc

Propiedades De Las Constantes De EquilibrioA causa de la importancia fundamental de los caacutelculos del equilibrio no estaacute de maacutes recapitular y recalcar las propiedades de la constante de equilibrio de una reaccioacuten En la siguiente discusioacuten supondremos que Kp o` Kc son verdaderas constantes en una reaccioacuten

Primero el principio de la constante es vaacutelido soacutelo en este punto de equilibrio No se aplica a las concentraciones posibles de hallar en un sistema en reaccioacuten sino uacutenicamente en el equilibrio verdadero ya menos que se reemplacen en las ecuaciones Kp o Kc las concentraciones correspondientes al punto de equilibrio no cabe esperar obtener valores de las constantes Repetimos que la constante de equilibrio de una reaccioacuten a una temperatura fija es independiente de la concentracioacuten o presioacuten para todas las concentraciones o presiones Ademaacutes su variacioacuten respecto a la temperatura es predecible termodinaacutemicamente La magnitud de la constante determina la extensioacuten a la cual proceder una reaccioacuten particular bajo condiciones establecidas Un valor grande de Kp oacute Kc sentildeala que el numerador de la expresioacuten de la constante lo es en comparacioacuten con el denominador es decir que las concentraciones d los productos son mayores que la de los reactivos y que la reaccioacuten favorece la formacioacuten de los productos Por otra parte cuando Kp oacute Kc son pequentildeas las concentraciones de los reactivos son grandes en comparacioacuten las de los productos y todo indica que la reaccioacuten no procederaacute de manera eficiente

Ademaacutes la constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensioacuten de Ia reaccioacuten Por ahora deduciremos cualitativamente algunas conclusiones de validez general Con este propoacutesito consideremos la reaccioacuten siguiente

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

reacciones gaseosas y concentraciones para las reacciones en solucioacuten Aquiacute discutiremos las reacciones que involucran a es uacutenica- mente o gases y fases puras condensadas Los equilibrios en las soluciones la actividad de un gas puro es ideacutentica con la fugacidad y estaacute dada por a = Py donde P es la presioacuten del gas y su coeficiente de actividad La relacioacuten correspondiente para un gas en una mezcla de ellos estaacute dada por la regla de la fugacidad de Lewis que establece que la actividad de un gas cualquiera en una mezcla es igual a su presioacuten parcial multiplicada por el coeficiente de actividad del gas puro a la presioacuten total de la mezcla De acuerdo con esta regla para una especia gaseosa cualquiera i en una mezcla se cumple

El primer teacutermino de la derecha en la ecuacioacuten anterior se puede representar por Kp es decir

Kp= PcC PdD PaA PbB

Kp es la constante de presiones de equilibrio de una reacci6n para evaluarla podemos usar cualquier unidad de presioacuten Por otra parte Kγ es una cantidad cuya magnitud depende de los gases involucrados y de la presioacuten En gases ideales o en los reales a presioacuten cero γ= 1 y de aquiacute Kγ = 1 Bajo estas condiciones Ka = Kp es decir ambas constantes son iguales En gases no ideales a presiones mayores que cero los valores de y se desviacutean de la unidad y lo mismo sucede con Kγ de hecho para una reaccioacuten dada el valor de Kγ estaacute determinado por la presioacuten total del sistema y variaraacute a medida que cambie esta uacuteltima Por lo tanto se sigue de la ecuacioacuten Ka que mientras que para una reaccioacuten y temperatura dadas Ka es una verdadera constante Kp puede

no serio sino una funcioacuten de la presioacuten total de equilibrio Los liacutemites dentro de los cuales las presiones son reemplazables por las actividades se han discutido en el capiacutetulo precedente En general es posible establecer que Kp es aproximadamente igual que Ka a presiones totales bajas Como la mayoriacutea de los ejemplos de equilibrio que citaremos comprenden gases en las condiciones acabadas de sentildealar procederemos bajo la suposicioacuten de que Ka es sinoacutenimo de Kp

Aunque los equilibrios que comprenden gases se formulan maacutes frecuentemente en funcioacuten de las presiones parciales para dar Kp tambieacuten se expresan con frecuencia en teacutem1ino de las concentraciones de esta manera

donde Kc es la constante de equilibrio de las concentraciones Los valores de Kp y Kc asiacute obtenidas para una reaccioacuten dada son generalmente distintas numeacutericamente pero es faacutecil lograr una relacioacuten entre ellas a cualquier temperatura T si consideramos que los gases involucrados se comportan de manera ideal En este caso se cumple que

P = (n V)RT = CRT y al sustituir esta relacioacuten en la ecuacioacuten de Kp

Pero (c + d + _) -(a + b + ) representa el cambio en el nuacutemero total de moles de los productos gaseosos y de los reactivos durante la reaccioacuten Si designamos a esta diferencia por ∆ng obtendremos la siguiente relacioacuten entre las dos constantes

Kp = Kc (RT) ∆ng

Resulta claro de la ecuacioacuten anterior que Kp = Kc soacutelo cuando Δng = O es decir cuando no hay cambio de volumen en la reaccioacuten y cuando lo hay Kp ne Kc Cuando hay un incremento de volumen en la reaccioacuten Δng es positivo y Kp es numeacutericamente mayor que Kc Si Δng es negativo hay una disminucioacuten de volumen y Kp es menor que Kc Usando la

ecuaci6n antes descrita R debe expresarse en las mismas unidades en que lo estaacuten las presiones y voluacutemenes involucrados en Kp y Kc

Propiedades De Las Constantes De EquilibrioA causa de la importancia fundamental de los caacutelculos del equilibrio no estaacute de maacutes recapitular y recalcar las propiedades de la constante de equilibrio de una reaccioacuten En la siguiente discusioacuten supondremos que Kp o` Kc son verdaderas constantes en una reaccioacuten

Primero el principio de la constante es vaacutelido soacutelo en este punto de equilibrio No se aplica a las concentraciones posibles de hallar en un sistema en reaccioacuten sino uacutenicamente en el equilibrio verdadero ya menos que se reemplacen en las ecuaciones Kp o Kc las concentraciones correspondientes al punto de equilibrio no cabe esperar obtener valores de las constantes Repetimos que la constante de equilibrio de una reaccioacuten a una temperatura fija es independiente de la concentracioacuten o presioacuten para todas las concentraciones o presiones Ademaacutes su variacioacuten respecto a la temperatura es predecible termodinaacutemicamente La magnitud de la constante determina la extensioacuten a la cual proceder una reaccioacuten particular bajo condiciones establecidas Un valor grande de Kp oacute Kc sentildeala que el numerador de la expresioacuten de la constante lo es en comparacioacuten con el denominador es decir que las concentraciones d los productos son mayores que la de los reactivos y que la reaccioacuten favorece la formacioacuten de los productos Por otra parte cuando Kp oacute Kc son pequentildeas las concentraciones de los reactivos son grandes en comparacioacuten las de los productos y todo indica que la reaccioacuten no procederaacute de manera eficiente

Ademaacutes la constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensioacuten de Ia reaccioacuten Por ahora deduciremos cualitativamente algunas conclusiones de validez general Con este propoacutesito consideremos la reaccioacuten siguiente

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

no serio sino una funcioacuten de la presioacuten total de equilibrio Los liacutemites dentro de los cuales las presiones son reemplazables por las actividades se han discutido en el capiacutetulo precedente En general es posible establecer que Kp es aproximadamente igual que Ka a presiones totales bajas Como la mayoriacutea de los ejemplos de equilibrio que citaremos comprenden gases en las condiciones acabadas de sentildealar procederemos bajo la suposicioacuten de que Ka es sinoacutenimo de Kp

Aunque los equilibrios que comprenden gases se formulan maacutes frecuentemente en funcioacuten de las presiones parciales para dar Kp tambieacuten se expresan con frecuencia en teacutem1ino de las concentraciones de esta manera

donde Kc es la constante de equilibrio de las concentraciones Los valores de Kp y Kc asiacute obtenidas para una reaccioacuten dada son generalmente distintas numeacutericamente pero es faacutecil lograr una relacioacuten entre ellas a cualquier temperatura T si consideramos que los gases involucrados se comportan de manera ideal En este caso se cumple que

P = (n V)RT = CRT y al sustituir esta relacioacuten en la ecuacioacuten de Kp

Pero (c + d + _) -(a + b + ) representa el cambio en el nuacutemero total de moles de los productos gaseosos y de los reactivos durante la reaccioacuten Si designamos a esta diferencia por ∆ng obtendremos la siguiente relacioacuten entre las dos constantes

Kp = Kc (RT) ∆ng

Resulta claro de la ecuacioacuten anterior que Kp = Kc soacutelo cuando Δng = O es decir cuando no hay cambio de volumen en la reaccioacuten y cuando lo hay Kp ne Kc Cuando hay un incremento de volumen en la reaccioacuten Δng es positivo y Kp es numeacutericamente mayor que Kc Si Δng es negativo hay una disminucioacuten de volumen y Kp es menor que Kc Usando la

ecuaci6n antes descrita R debe expresarse en las mismas unidades en que lo estaacuten las presiones y voluacutemenes involucrados en Kp y Kc

Propiedades De Las Constantes De EquilibrioA causa de la importancia fundamental de los caacutelculos del equilibrio no estaacute de maacutes recapitular y recalcar las propiedades de la constante de equilibrio de una reaccioacuten En la siguiente discusioacuten supondremos que Kp o` Kc son verdaderas constantes en una reaccioacuten

Primero el principio de la constante es vaacutelido soacutelo en este punto de equilibrio No se aplica a las concentraciones posibles de hallar en un sistema en reaccioacuten sino uacutenicamente en el equilibrio verdadero ya menos que se reemplacen en las ecuaciones Kp o Kc las concentraciones correspondientes al punto de equilibrio no cabe esperar obtener valores de las constantes Repetimos que la constante de equilibrio de una reaccioacuten a una temperatura fija es independiente de la concentracioacuten o presioacuten para todas las concentraciones o presiones Ademaacutes su variacioacuten respecto a la temperatura es predecible termodinaacutemicamente La magnitud de la constante determina la extensioacuten a la cual proceder una reaccioacuten particular bajo condiciones establecidas Un valor grande de Kp oacute Kc sentildeala que el numerador de la expresioacuten de la constante lo es en comparacioacuten con el denominador es decir que las concentraciones d los productos son mayores que la de los reactivos y que la reaccioacuten favorece la formacioacuten de los productos Por otra parte cuando Kp oacute Kc son pequentildeas las concentraciones de los reactivos son grandes en comparacioacuten las de los productos y todo indica que la reaccioacuten no procederaacute de manera eficiente

Ademaacutes la constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensioacuten de Ia reaccioacuten Por ahora deduciremos cualitativamente algunas conclusiones de validez general Con este propoacutesito consideremos la reaccioacuten siguiente

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

ecuaci6n antes descrita R debe expresarse en las mismas unidades en que lo estaacuten las presiones y voluacutemenes involucrados en Kp y Kc

Propiedades De Las Constantes De EquilibrioA causa de la importancia fundamental de los caacutelculos del equilibrio no estaacute de maacutes recapitular y recalcar las propiedades de la constante de equilibrio de una reaccioacuten En la siguiente discusioacuten supondremos que Kp o` Kc son verdaderas constantes en una reaccioacuten

Primero el principio de la constante es vaacutelido soacutelo en este punto de equilibrio No se aplica a las concentraciones posibles de hallar en un sistema en reaccioacuten sino uacutenicamente en el equilibrio verdadero ya menos que se reemplacen en las ecuaciones Kp o Kc las concentraciones correspondientes al punto de equilibrio no cabe esperar obtener valores de las constantes Repetimos que la constante de equilibrio de una reaccioacuten a una temperatura fija es independiente de la concentracioacuten o presioacuten para todas las concentraciones o presiones Ademaacutes su variacioacuten respecto a la temperatura es predecible termodinaacutemicamente La magnitud de la constante determina la extensioacuten a la cual proceder una reaccioacuten particular bajo condiciones establecidas Un valor grande de Kp oacute Kc sentildeala que el numerador de la expresioacuten de la constante lo es en comparacioacuten con el denominador es decir que las concentraciones d los productos son mayores que la de los reactivos y que la reaccioacuten favorece la formacioacuten de los productos Por otra parte cuando Kp oacute Kc son pequentildeas las concentraciones de los reactivos son grandes en comparacioacuten las de los productos y todo indica que la reaccioacuten no procederaacute de manera eficiente

Ademaacutes la constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensioacuten de Ia reaccioacuten Por ahora deduciremos cualitativamente algunas conclusiones de validez general Con este propoacutesito consideremos la reaccioacuten siguiente

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

H2(g) + CI2(g) = 2HCI(g)

Cuya constante de equilibrio viene dada por

Como Kp no variacutea con la presioacuten la relacioacuten entre los valores parciales d las presiones del H2 C12 y HCI en la ecuacioacuten anterior deben permanecer constantes bajo cualquier condicioacuten a una temperatura establecida Si antildeadimos ahora hidroacutegeno a una mezcla de los tres gases la presioacuten de este gas se incrementa y la relacioacuten entre las presiones parciales dada por la ecuacioacuten anterior se modifica Para acomodar el hidroacutegeno antildeadido sin alterar la constancia de Kp debe disminuir la presioacuten del gas cloro mientras que la del cloruro de hidroacutegeno debe aumentar lo cual debe verificarse por una nueva interaccioacuten del hidroacutegeno y cloro para formar cloruro de hidroacutegeno y el proceso continuaraacute hasta que se restablece el valor de Kp y los gases se encuentran de nuevo en equilibrio Igual efecto se produce al agregar cloro Por el contrario la adicioacuten de cloruro de hidroacutegeno aumenta eI numerador y por lo tanto el denominador debe tambieacuten aumentar si se preserva la constancia de Kp Esta vez el ajuste se logra por disociacioacuten del HCI en H2 y CI2 hasta el restablecimiento del equilibrio y Kp regresa a su valor constante

De esta conducta de una mezcla en equilibrio cuando se adiciona a la misma un exceso de reactivos o productos es posible sacar las dos conclusiones siguientesI- La presencia de un exceso de alguno de los reactivos tiende a desplazar una reaccioacuten hacia una eliminacioacuten maacutes completa de aquellos que no se encuentran en exceso2- La presencia inicial de los productos disminuye la proporcioacuten de conversioacuten de reactivos a productos

El Equilibrio En Sistemas De GasesSe han realizado muchos estudios experimentales directos de equilibrios de gases a continuacioacuten se discuten con detalle

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

Himmelblau DM Principios Baacutesicos y Caacutelculos en Ingenieriacutea Quiacutemica Meacutexico Prentice Hall

Manual Quiacutemica Industrial II IPN UPIICSA

algunos ejemplos indicando los meacutetodos utilizados asiacute como la aplicacioacuten de las constantes de equilibrio

El Principio De Le Chatelier-BraunPara predecir cualitativamente el efecto de la variacioacuten de presioacuten o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso del principio de Le Chatelier-Braun que establece que siempre que actuacutea una fuerza sobre un sistema en el estado de equilibrio eacuteste reaccionaraacute en una direccioacuten que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada Asiacute si aplicamos presioacuten a un sistema la tendencia de la fuerza seraacute la de disminuir el volumen por tanto se produce una reaccioacuten en el sistema que favorece al volumen menor En el equilibrio del amoniacuteaco la combinacioacuten del nitroacutegeno e hidroacutegeno para formarlo se alcanza con una disminucioacuten de volumen de tres a uno y de aquiacute que seguacuten el principio de Le Chatelier-Braun podemos esperar que la formacioacuten del amoniacuteaco se vea favorecida por un incremento de la presioacuten total Esto es lo que acontece en realidad

De nuevo cuando una reaccioacuten es endoteacutermica es decir absorbe calor la adicioacuten de eacuteste la favorece y la reaccioacuten tendraacute lugar maacutes faacutecilmente a temperaturas elevadas Por el contrario si es exoteacutermica debemos esperar que la adicioacuten de calor tienda a inhibirla y de aquiacute que a altas temperaturas tiende a proceder en sentido inverso

CALCULOS

1-Numero de Moles Iniciales para Cada Reactivo

n CH3COOH (l) = (30 g) (60 g mol) = 05 mol hellip n CH3COOH (l) = 05 mol

n C2H5OH (l)= (253 g) (46 g mol)= 055 molhellip n C2H5OH (l)= 055 mol

2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

BIBLIOGRAFIA

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2-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que no Reacciono (remanente)

(05 ml H2SO4) (611 ml M de R) = (X) (10 ml ALICUOTA)hellip X= V H2SO4ALICUTA= 0082 ml

EN LA TITULACION(164 ml NaOH 1 M) (05 ml H2SO4) = (X) (0082 ml H2SO4)

hellip X= V NaOH= 269 mlV NaOH que Neutraliza CH3COOH= 32- 269 ml = 2931 mlhellip V NaOH que

Neutraliza CH3COOH= 2931 ml1 M NaOH= (1 mol NaOH)(1000 ml)=(X)(2931 ml)hellip n

NaOH= 002931 mol(611)= 0179 mol3-Numero de Moles de Acido Aceacutetico que Reacciono

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Inicial 05 mol 055 mol 0 0 E Quim 05- X 055- X X X

05- X= 0179hellip X= 05- 0179hellip X=0321

4-Valor de KcN Ester=0321N agua=0321

n Ac Aceacutetico=0179n alcohol=055- X= 055- 0321= 0229

Kc= (nester) (nagua) (nAc Aceacutetico) (n alcohol)Kc= (0321) (0321) (0179) (0229)

Kc=25145-Eficiencia

η= (n Ac Acet que Reacciono) (n Inic Ac Aceacutetico) (100) = (0321) (05) (100)= 642

CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

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CUESTIONARIO

1 Escribir la ecuacioacuten de esterificacioacuten

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

Aacutecido Aceacutetico + Alcohol Etiacutelico Ester Etiacutelico + Agua

2 Establezca el Balance General de Materiales (Mol) para el Proceso Efectuado

CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

INICIAL 05 mol 055 mol 0 0 E QUIM 05- X 055- X X X

3 iquestCuaacutel es el Reactivo Limitante y cuaacutel es el Reactivo en exceso en este Proceso

Reactivo Limitante CH3COOH (l)

Reactivo en Exceso C2H5OH (l)

4 iquestQueacute Porcentaje de Variacioacuten existe con respecto al Valor Teoacutericamente esperado para Kc

Variacioacuten= (KcExperimental KcTeorico) (100)= (2514 4) (100)= 6285

5 De acuerdo con los Resultados Obtenidos iquestCuaacutel es la Eficiencia de la Reaccioacuten

η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

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η= 642

6 iquestCoacutemo se veriacutea modificado el Equilibrio si constantemente se retirara el Agua que se Forma

No afectariacutea el Equilibrio de la Reaccioacuten ya que es un Producto no se necesita de este para que se lleve a cabo la Reaccioacuten de manera que no afectariacutea en la Eficiencia de la Reaccioacuten

7 Anote las Ecuaciones de las Reacciones llevadas a cabo en la Neutralizacioacuten o Titilacioacuten del Acido Sulfuacuterico y Aceacutetico Remanente

CH3COOH(l) + NaOH(l) CH3COONa(l) + H2O(l)

H2SO4(l) + 2NaOH(l) NA2SO4(l) + 2 H2O (l)

8- Calcule la Cantidad de Ester (Acetato de Etilo) producido por Tonelada de Acido Aceacutetico considerando la Eficiencia

A) al 100

(1000000 g) (60 gmol)= 1666667 mol (88 gmol)= 1466667 g= 1466667 Toneladas

B) Obtenida en el Experimento

(0321 05)=0642 (1000000 g) (60 g mol)= 10700 mol (88 g mol)= 941600 g= 09416 Toneladas

CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

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CONCLUSIONES

En esta Praacutectica se llevo a cabo una reaccioacuten a la cual se le agrego un Catalizador (H2SO4) el cual repercutioacute en la Reaccioacuten de manera en que Acelero la Reaccioacuten posterior a esto se Neutralizo el Contenido del Matraz Erlenmeyer con una Solucioacuten de Sosa Caustica( NaOH) 1 M Posteriormente se Tomo una Aliacutecuota y se Procedioacute a Neutralizar

El principio de Le Chatelier hace posible una prediccioacuten cualitativa de la direccioacuten de estos cambios y ayuda a su vez a resolver problemas de equilibrio un cambio en las propiedades del sistema daraacute lugar a que el equilibrio se desplace en la direccioacuten que tienda a contrarrestar el efecto del cambio

(A) Efecto de los cambios de temperatura

(B) Efecto de los cambios de concentraciones

(C) Efecto de los cambios de presioacuten

Esta Practica Sirve al realizar la Planeacioacuten de Compra de Insumos al Cumplir Pedidos Requeridos en una Empresa de manera que al Conocer las Variables que Influyen en una Reaccioacuten Quiacutemica puedes realizar Modificaciones y Tomar a Favor estas Variables(Temperatura Presion Concentracioacuten)

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