Relatório Equilibrio Heterogeneo

Experimento N0: 3 – Equílibrio Heterogêneo (Determinação do Coeficiente de Partição)

Objetivo:

Determinar a constante de distribuição de um soluto em duas fases imiscíveis; determinar o valor da constate de equilíbrio de uma reação química e fixar o conceito do equílibrio existente entre fases.

Fundamento Teórico

Teoricamente, toda a reação química ocorre nos dois sentidos: de reagentes se transformando em produtos e de produtos se transformando de volta em reagentes. Contudo, em certas reações, como a de combustão, visivelmente 100% dos reagentes são convertidos em produtos, e não se observa o contrário ocorrer , tais reações são chamadas de irreversíveis. Há também uma série de reações nas quais logo que uma certa quantidade de produto é formada, este torna a dar origem ao reagente; essas reações possuem o nome de reversíveis. O conceito de equilíbrio químico praticamente restringe-se às reações reversíveis. Quando as concentrações de reagentes e produtos se mantêm constante ao decorrer de uma reação, o sistema se encontra em equilíbrio.

O Princípio de Le Chatelier se aplica a equilíbrios químicos dinâmicos fechados e diz que "quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma força, ele tenderá a se reajustar, reagindo de maneira a minimizar o efeito desta força". Ou seja, "quando se provoca uma perturbação sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular esta perturbação, procurando ajustar-se a um novo equilíbrio."

Os fatores extremos capazes de perturbar o equilíbrio de uma reação química são concentração das substâncias participantes da reação, pressão e temperatura. O valor da constante de equilíbrio possui várias aplicações como, por exemplo, quando é dada a constante de equilíbrio, é possível determinar em qual direção a reação possui preferência em ocorrer.

Quando um sistema se encontra em equilíbrio, o potencial químico de cada constituinte possui o mesmo valor em todos os pontos do sistema. Estando presente em várias fases, o potencial químico de cada substância deve ter o mesmo valor em todas as fases das quais a substância em questão participa.

A Lei da distribuição também conhecida como lei de partição, estabelece que, se a um sistema de duas camadas líquidas, constituído de dois componentes imiscíveis ou ligeiramente imiscíveis, for adicionada uma quantidade de uma terceira substância solúvel em ambas as camadas, a substância se distribui entre as camadas, de modo que a razão da concentração em um solvente para a concentração no outro permaneça constante a temperatura constante. Esta razão entre as concentrações é denominada coeficiente de partição ou distribuição (K), dado pela equação:

K = C1

C2

Estabelecendo-se o equílibrio:

AH2O ↔ AOrg

A extração de um soluto, agitando a solução com um solvente não miscível, é uma operação extensamente usada em química analítica, química orgânica e na indústria.

Materiais e Reagentes

MATERIAIS

REAGENTES

Pipeta Volumétrica 25mL e Graduada

Iodo em Cloreto de Metileno

Erlenmeyer c/ tampa 250mL

Cloreto de Metileno

Bureta 50mL

Água Destilada

Proveta 100mL

Goma de Amido

Iodeto de Potássio

Tiossulfato de Sódio

Reagentes Materiais

Procedimento Experimental

Preparo da mistura de Iodo em Cloreto de Metileno (Erlenmeyer 1): Mediu-se 20mL de iodo em cloreto de metileno e 200mL de água deionizada.

Preparo da mistura de Iodo em Cloreto de Metileno (Erlenmeyer 2): Mediu-se 20mL de iodo em cloreto de metileno, 10mL de cloreto de metileno puro e 200mL de água deionizada.

Deixou-se ambas as misturas em repouso por 10 minutos, agitando-as a cada 5 minutos.

Transferiu-se 5mL da fase orgânica de cada mistura para erlenmeyer respectivamente numerados igualmente as ampolas, e adicionou-se 1mL de goma de amido e 3mL da solução de KI 0,1M.

Transferiu-se 50mL da fase aquosa de cada mistura para erlenmeyer respectivamente numerados igualmente as ampolas, e adicionou-se 1mL de goma de amido e 3mL da solução de KI 0,1M.

Titulou-se utilizando tiossulfato de sódio 0,05M até o total descoramento.

Resultados

Fase Orgânica:

Erlenmeyer 1: utilizou-se 44,9mL de tiossulfato de sódio e a fase orgânica fosse descorada.

Erlenmeyer 2: utilizou-se 43,4mL de tiossulfato de sódio e a fase orgânica fosse descorada.

Foi calculada as concentrações de iodo presentes nas misturas acima, e chegou-se aos seguintes resultados: [I2]CCl4 = 0,449 mols (erlenmeyer 1) e [I2]CCl4 = 0,434 mols (erlenmeyer 2)

Fase Aquosa:

Erlenmeyer 1: utilizou-se 2,5mL de tiossulfato de sódio para que a solução fosse totalmente descorada.

Erlenmeyer 2: utilizou-se 2,4mL de tiossulfato de sódio