Equilibrio Quimico Simultaneo

Escuela superior de ingeniería química e industrias extractivas
Departamento de ingeniería química industrial
Termodinámica Del Equilibrio Quimico
Practica 6
Equilibrio químico simultaneo
Estudio de la distribución y dimerización del acido benzoico en benceno y

agua.
Grupo: 2IV42
Integrantes:
INTRODUCCION
Los equilibrios químicos son consecuencia de la reversibilidad de las reacciones: mientras

los reaccionantes reaccionan dando lugar a los productos de la reacción, estos productos
también reaccionan simultáneamente dando lugar a los reaccionantes. La reacción avanza
mientras que la velocidad a. la que se forman los productos es mayor a la velocidad inversa
de formación de reaccionantes. Finalmente, se llega a un estado de la mezcla en donde
parece que la reacción no avance por cuanto la composición de la misma permanece
constante. Este estado se denomina EQUILIBRIO QUÍMICO. Es importante notar que el
equilibrio se establece no por el hecho de que la reacción haya cesado sino como resultado
del desarrollo simultáneo y con igual velocidad de las reacciones directa e indirecta.
El equilibrio químico se alcanza cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa
se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen constantes.
En el agua el acido benzoico se disocia como ion benzoato e ion hidrogeno, cuando se
agrega un solvente orgánico y debido a las fuerzas de polarización de los iones se forman
dímeros, en este caso la dimerización es debida a los puentes de hidrogeno los cuales
asocian de las soluciones liquidas. Al comparar la distribución de concentraciones entre los
dos solventes se puede calcular la constante de equilibrio entre el monómero y el dímero,
existente en las fases. La formación de agregados químicos o poliméricos consistentes de
monomerial, idéntica.
Objetivos
Calcular las constantes de equilibrio químico simultaneo de una reacción de dimerización.

Observar un ejemplo de la reacción de dimerización del acido benzoico en tolueno y agua,
comprender los fenómenos fisicoquímicos de dicha reacción.
Estudiar la distribución y dimerización del acido benzoico y las condiciones de trabajo para
beneficiar el desplazamiento del equilibrio hacia el producto que se desea obtener en mayor
cantidad. Determinar la relación de concentraciones para una reacción de dimerización.
Desarrollo experimental
1.- preparar una solución con 1.24 gr de acido benzoico y disolverlo en 250 ml de tolueno.
La solución tendrá una concentración aproximada de 0.4 moles/Lt
2.- con esta solución preparar las siguientes mezclas
Reactivo Muestra 1 Muestra 2 Muestra3 Muestra 4 Muestra 5

Solución
de acido
5 4 3 2 1
benzoico
(ml)
Agua (ml) 5 5 5 5 5
Tolueno
0 1 2 3 4
(ml)
3.- mezclar cada una de las muestras en un embudo de separación (figura 1) asegurándose
de que el tapón y la llave se encuentren bien.
4.- destapar el embudo y dejar en reposo (figura 2) hasta que sea clara la separación entre
las dos fases de liquido; fase orgánica y fase acuosa (30 minutos aproximadamente).
5.- después de separadas las fases, se saca la inferior (acuosa) por la llave y la superior
(orgánica) por la boca; así se previene posibles contaminantes.
6.- tomar una alícuota de 10 ml de la fase acuosa y agregarle 10 ml de agua destilada.
7.- titular con una solución de NaOH aproximadamente 0.015 N (previamente valorada),
utilizando fenolftaleína como indicador (punto de vira cuando la coloración rosa persista al
menos 15 segundos).
8.- hacer lo mismo para la fase orgánica pero tomar en cuenta que para titular la fase
orgánica se debe agitar fuertemente después de cada adición del hidróxido de sodio para
asegurar la correcta titulación.
9.- calcular los valores de las concentraciones en cada fase Cw (concentración para la fase
acuosa) y Ct (concentración para la fase orgánica) para cada sistema. Esto se hace por
medio del principio de equivalencia (V1N1 =V2N2) de tal forma que para la concentración
Cw es:
( 0.015 ) ( 11.2 ml )
Cw 1= =0.0084
5 ml
10.- Realizar lo mismo para calcular los valores de Ct
( 0.015 M ) (5 ml)
Ct 1= =0.0036 N
5 ml
11.- Calcular α por medio de una ecuación cuadrática en su forma

HBz H+ + Bz –
Ka = [H+] [Bz-] = 6.3*10 -5
[HBz]
Despejando y Sustituyendo α2 Cw – αKa – Ka

Por lo tanto α = +- 0.0829
Ct
12.- calcular los valores x=Cw (1−α ) y=
Cw ( 1−α )
13.- con los valores obtenidos en el punto anterior graficar X vs Y, ajustar la curva a una
línea recta regresión lineal.
14- calcular la pendiente y la ordenada al origen. Llenar la siguiente tabla.
Tabla de datos y cálculos experimentales
Muestra 1 2 3 4 5
ml NaOH Ct 11.2 8.3 6 4 1.5
ml NaOH Cw 2.8 2 2 1.4 0.9
Ct 0.0336 0.0249 0.018 0.012 0.0045
Cw 0.0084 0.006 0.006 0.0042 0.0027

Km= Ct/Cw 4 4.15 3 2.857143 1.666667
α 0.0829 0.00791 0.00791 0.00791 0.00791
x=Cw(1-α) 0.00770364 0.005953 0.005953 0.004167 0.002679
Y=Ct/Cw(1-
4.361574528 4.183088 3.023919 2.879923 1.679955
α)
Kd 2.8578
km 10.25343288
Observaciones
El embudo de separación debe manejarse con ambos manos, con una se sujeta el tapón
asegurándolo con el dedo índice y con la otra se manipula la llave. Se invierte el embudo y
se abre la llave para eliminar la presión de su interior; se agita suavemente durante uno o
dos segundos. Y se abre de nuevo la llave. Cuando deja de aumentar perceptiblemente la
presión den el interior, se aseguran tapón y llave y se agita energéticamente durante uno o
dos minutos. Se pone de nuevo en contacto con la atmosfera a través de la llave se vuelve a
cerrar esta y se apoya, ya en posición normal.
Conclusión
En esta práctica aprendimos a calcular las constantes de equilibrio químico y así pudimos
cumplir los objetivos, además pudimos notar que depende mucho de la persona que titule
ya que es el error que nos causar a al final, como lo vimos en la grafica que algunos valores
no se ajustaban a la ecuación de una línea recta, y ese error fue gracias a que no se dieron
cuenta en qué momento se llevo el vire, en algunos casos siguieron titulando y en otros se
detuvieron antes o justo cuando se llevo el equilibrio. Es por eso que los resultados fueron
bastante variables.
Mejia Medina Israel Ayax

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Los equilibrios químicos son consecuencia de la reversibilidad de las reacciones: mientras

Calcular las constantes de equilibrio químico simultaneo de una reacción de dimerización.

2.- con esta solución preparar las siguientes mezclas

Reactivo Muestra 1 Muestra 2 Muestra3 Muestra 4 Muestra 5

6.- tomar una alícuota de 10 ml de la fase acuosa y agregarle 10 ml de agua destilada.

10.- Realizar lo mismo para calcular los valores de Ct

11.- Calcular α por medio de una ecuación cuadrática en su forma

Despejando y Sustituyendo α2 Cw – αKa – Ka

14- calcular la pendiente y la ordenada al origen. Llenar la siguiente tabla.

Tabla de datos y cálculos experimentales

ml NaOH Ct 11.2 8.3 6 4 1.5

ml NaOH Cw 2.8 2 2 1.4 0.9

Ct 0.0336 0.0249 0.018 0.012 0.0045

Cw 0.0084 0.006 0.006 0.0042 0.0027

Mejia Medina Israel Ayax

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