Determinación espectrofotométrica de la constante de un equilibrio

Fuente: Laboratorio del Dr. Michael Evans, Georgia Institute of Technology

La constante de equilibrio, K, para un sistema químico es la relación de las concentraciones de producto de las concentraciones de reactivo en el equilibrio, cada una elevada a la potencia de sus respectivos coeficientes estequiométricos. Medición de K implica la determinación de estas concentraciones para los sistemas en equilibrio químico.

Sistemas de reacción que contienen un solo componente coloreado pueden ser estudiados mediante espectrofotometría. La relación entre absorbancia y concentración para el componente de color es medida y utilizada para determinar su concentración en el sistema de reacción de interés. Las concentraciones de los componentes incoloros pueden calcularse utilizando la ecuación química balanceada y la concentración medida de la componente de color.

En este video, curva de la ley de la cerveza para Fe(SCN)^{2 +} es determinada empíricamente y aplicada a la medición de K para la reacción siguiente:

Cuatro sistemas de reacción con diferentes concentraciones iniciales de reactantes se investigan para ilustrar que K se mantiene constante independientemente de las concentraciones iniciales.

1. determinar la curva de ley de la cerveza para Fe(SCN)^{2 +}

1. Calibrar un espectrofotómetro visible utilizando agua destilada como un blanco.
2. Añadir 1,0 mL de 1,0 × 10^-4 M Fe(NO₃)₃ solución a un tubo de ensayo.
3. Al mismo tubo de ensayo, agregar 5,0 mL de solución de KSCN al de 0,50 M.
4. Al mismo tubo de ensayo, añadir 4,0 mL de solución de 0,10 M HNO₃ . Cubra el tubo con un dedo enguantado y agitar suavemente para mezclar.
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La tabla 4 muestra los datos de absorbancia y concentración para soluciones de 1 – 5. Se determinaron las concentraciones de Fe(SCN)^{2 +} de las concentraciones iniciales de Fe^{3 +} bajo la suposición de que todo el Fe^{3 +} se convierte en Fe(SCN)^{2 +}. Un exceso de SCN^– fue utilizado en los tubos 1 – 5 para asegurarse de que este supuesto es válido.

La mol...

La constante de equilibrio proporciona información útil sobre la medida en que una reacción procederá a productos de forma con el tiempo. Reacciones con un valor grande de K, mucho más grande que 1, forman productos casi completa de tiempo (figura 3). Reacciones con un valor de K menor que 1 no procederá hacia adelante a un grado significativo. La constante de equilibrio por lo tanto sirve como una medida de la viabilidad de una reacción química.