Ley de la cerveza

Muchas reacciones químicas progresan en dos direcciones, hacia adelante y hacia atrás. Con el tiempo, las reacciones directa e inversa ocurrirán a la misma velocidad, y la concentración de los reactivos y productos ya no cambiará. A esto se le conoce como equilibrio químico.

En el equilibrio químico, las concentraciones de cada componente están relacionadas entre sí por la constante de equilibrio, K, que es la relación entre las concentraciones de producto y las concentraciones de reactivos, cada una elevada a la potencia de sus coeficientes estequiométricos.

Pero, ¿cómo se determinan las concentraciones de equilibrio? Un método mide la intensidad de una longitud de onda de luz que el producto absorbe antes y después de pasar a través de una muestra. La diferencia de intensidad se llama absorbancia y corresponde a la cantidad de compuesto absorbente en la muestra.

Es posible que recuerdes que los electrones ocupan principalmente el estado fundamental. Cuando absorben una cierta cantidad de energía, se excitan a un nivel de energía más alto. Esa energía corresponde a una longitud de onda específica de la luz. Puede encontrar esta longitud de onda y medir la absorbancia con un espectrofotómetro, que dirige un haz de luz a través de la muestra y mide el cambio de intensidad en una o más longitudes de onda.

La absorbancia es igual al logaritmo negativo de la intensidad de la luz atenuada sobre la intensidad de la luz incidente. Al trazar los valores de absorbancia de múltiples soluciones con diferentes concentraciones de producto conocidas, observamos una relación lineal entre la absorbancia y la concentración. Este es un ejemplo de la Ley de la Cerveza.

La ley de Beer se expresa matemáticamente mediante esta ecuación, donde A es la absorbancia, épsilon es el coeficiente de atenuación molar, una constante que varía para cada compuesto, l es la longitud del camino de la luz a través de la muestra y c es la concentración del compuesto.

Al identificar la función lineal de un compuesto determinado a una longitud de onda y una longitud de trayectoria específicas, puede utilizar los datos de absorbancia de una solución en equilibrio para determinar la concentración de equilibrio del producto. A partir de ahí, puedes calcular las concentraciones de equilibrio de los reactivos y resolver la constante de equilibrio. En este laboratorio, preparará soluciones de isotiocianato de hierro (III) y utilizará un espectrofotómetro para determinar su absorbancia a varias concentraciones.