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Principio de le Châtelier

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Según el principio de Le Châtelier, si el equilibrio de un sistema es perturbado por el estrés, el sistema cambiará para compensar.

Cuando un sistema químico está en equilibrio, no es ningún cambio neto en la concentración de sus reactivos o productos. Si cualquier parámetro, como concentración o temperatura, se altera, el equilibrio se disturba.

El sistema se reajusta al cambiar la dirección de la reacción hasta que se alcance un nuevo equilibrio.

Este video demostrará el principio de Le Châtelier, mostrando la influencia de la concentración y la temperatura en las reacciones químicas en el equilibrio.

Reacciones químicas reversibles consisten en dos procesos que compiten: la reacción hacia delante y la reacción reversa. Cuando estos dos procesos ocurren a la misma velocidad, el sistema está en equilibrio. Principio de le Châtelier establece que, cuando es un sistema en equilibrio, se desplazará para contrarrestar la perturbación.

Por ejemplo, si se aumenta la concentración de una especie de reactivo en una solución de equilibrio, el equilibrio se desplazará hacia los productos, aumentando la velocidad de la reacción hacia delante. Finalmente, el sistema alcanzará un nuevo equilibrio.

Temperatura también puede ser considerada como un componente de reacción. En las reacciones exotérmicas, se libera calor, convirtiéndolo en un producto. En las reacciones endotérmicas, el calor es absorbido de los alrededores, lo que es un reactivo. Así, agregando o quitando calor alterará el equilibrio y el sistema ajustará.

La reacción iónica de hierro (III) examinará este experimento con tiocianato para formar un complejo de tiocianato de hierro (III). El producto es de color rojo, mientras que los reactivos son amarillo o incoloro, que permite cambios en el equilibrio se observa visualmente.

Las concentraciones de estos componentes se verá alteradas por cualquiera de los dos iones directamente agregando a la solución, o quitándolos selectivamente a través de la formación de sales insolubles. También se observará el efecto de un cambio de temperatura en esta solución.

Ahora que usted comprende el principio de Le Châtelier, estás listo para comenzar el procedimiento.

Para comenzar el procedimiento, coloque una gota de solución de nitrato de hierro de 1 M en un tubo de ensayo. Coloque una gota de solución de tiocianato de potasio de 1 M en un segundo tubo de ensayo. Diluir con 2 mL de agua. Estos dos tubos servirán como testigos para el resto del experimento.

A continuación, en un nuevo tubo, agregar una gota de cada solución. Añadir 16 mL de agua y mezclar bien. Registrar las observaciones.

Dividir esta mezcla en porciones de 2 mL en tubos de ensayo etiquetados siete. Apartar el tubo inicial como un control de tiocianato de hierro.

A continuación añadir reactivos a los tubos del 1 al 6 según la tabla 2 a continuación. Agitar para mezclar cada vez que una especie se añade y registrar las observaciones.

Coloque el tubo de ensayo 7 en un baño de agua caliente durante 1 – 2 minutos comparar la solución caliente para el control de tiocianato de hierro y registrar las observaciones.

En las soluciones 1 y 2, el color rojo se intensificó como aumentó la concentración de los reactantes. Esto indica que el equilibrio se desplaza hacia la derecha, conduciendo a la producción de más tiocianato de hierro (III).

Las soluciones de nitrato de plata que se convirtió en incoloras y formaron un precipitado. La adición de ion tiocianato provocó el color rojo aparecer. El color rojo no reaparecer cuando iones de hierro fue agregado. De estas observaciones, se puede concluir que el ion tiocianato fue quitado selectivamente de la solución en el precipitado. Como disminución de su concentración, el equilibrio cambia de puesto hacia la izquierda. Agregar iones tiocianato en solución causado el equilibrio al desplazar hacia la derecha.

Las soluciones que recibieron fosfato de potasio se observan desaparecer y convertirse en amarillo. Cuando aumentó la concentración de iones de hierro, volvió a aparecer el color rojo y la solución se convirtió en nublado. Aumento de la concentración de iones de tiocianato no tuvo efecto. Así, se puede deducir que el hierro fue eliminado selectivamente de la solución para formar una sal de fosfato de hierro, haciendo que el equilibrio a la izquierda. La sal de fosfato de hierro finalmente precipitado fuera de solución cuando más hierro fue agregado, y cambió de puesto el equilibrio hacia la derecha.

El color rojo de 7 solución se descoloró a la naranja como la temperatura aumentó. Este desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda indica que la reacción es exotérmica, y que el calor se genera cuando se forma el producto de tiocianato de hierro.

El concepto de cambio de equilibrio tiene varias aplicaciones en una amplia gama de campos científicos.

Principio de le Châtelier explica por qué soluciones amortiguadoras resisten al cambio de pH. En este ejemplo, se utilizó una solución de tampón de acetato de sodio para mantener un pH casi constante.

En solución acuosa, disociación del ácido es una reacción reversible donde los aniones se disocian de los iones de hidrógeno. Soluciones tampón a menudo son una mezcla de equilibrio de los iones de hidrógeno disociados, un ácido débil y su anión, también conocido como su base conjugada.

Si se agrega un ácido fuerte, se disocia totalmente, aumentando la concentración de los iones de hidrógeno en solución. El equilibrio de la reacción ácida débil se desplaza a la izquierda en respuesta, reducción de la concentración de iones de hidrógeno hasta alcanzar un nuevo equilibrio. Debido a esto, las soluciones tampón se utilizan como un medio de mantener el pH a un valor casi constante en una amplia variedad de aplicaciones químicas.

Polimerización, el proceso de reaccionar las moléculas juntos a cadenas de polímero de forma, es esencial para la división celular bacteriana. En este ejemplo, principio de Le Châtlelier se observó mediante la realización de ensayos de sedimentación de FtsZ en diversas condiciones. Búferes de nueve fueron creados, cada uno con valores de pH y únicas composiciones. Polimerización era inducida, entonces controlada por dispersión de la luz de la ángulo de 90°. Se encontró que el pH y la composición del tampón afectaron polimerización, como cada uno proporciona un factor estresante que cambió el equilibrio de la reacción.

Finalmente, el principio de Le Châtlelier puede utilizarse en la producción y recuperación de materiales en las reacciones orgánicas. En este ejemplo, el amonio fue recuperado de arroyos ricos en nitrógeno.

La secuencia fue pasada a través de un sistema electroquímico, el agua se oxida y que permite la separación de los iones de amonio. Estos iones entonces se sometieron a pH alto, cambiando su equilibrio y la conversión de amonio a amoniaco volátil de conducción.

Esto capturó amoníaco entonces pasó a través de una columna de stripping y absorción para atrapar el amoníaco en medio ácido, cambiando el equilibrio en la otra dirección.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la influencia de la temperatura y la concentración en reacciones según el principio de Le Châtelier. Ahora debe entender el concepto de equilibrio, hará cambios en la concentración cambia de puesto, y que el calor puede considerarse como un componente de reacción.

¡Gracias por ver!

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