quimica industrial

1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA
Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS
Laboratorio de Química Industrial
Practica No. 5
Equilibrio Químico

2. OBJETIVO
El alumno determinara a partir de los datos experimentales la constante de equilibrio
químico en función de las concentraciones en un sistema homogéneo a temperatura
constante.
DATOS EXPERIMENTALES
Volumen de NaOH 1M para titular el acido sulfúrico V₁ = 18.5 mL
Volumen de NaOH 1M para titular la alícuota de la mezcla V₂ = 36 mL

3. CALCULOS Y RESULTADOS
1- Numero de moles iniciales de cada reactivo
n acido = (masa en gramos/PM ácido) n alcohol = (masa en gramos/PM alcohol)
Ácido acético; m = 30 g PM = 60 g/mol Alcohol etílico; m = 25.3 g PM = 46 g/mol
n acido =
30 𝑔
60
𝑔
𝑚𝑜𝑙
= 0.5 mol n alcohol =
25.3 𝑔
46
𝑔
𝑚𝑜𝑙
= 0.55 mol
2- Numero de moles de acido acético que no reacciono (remanente)
𝑣 𝐻₂𝑆𝑂4
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛
=
𝑉 𝐻₂𝑆𝑂4 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎
𝑉 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎
V H₂SO4 alicuota =
0.5 𝑚𝐿 𝐻2
𝑆𝑂4×1𝑂 𝑚𝐿 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎
61.1 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛
V H₂SO4 alicuota = 0.082 mL
Volumen de NaOH para titular todo el contenido del matraz
𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎
𝑉 𝐻₂𝑆𝑂4
=
𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑉 𝐻₂𝑆𝑂4 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎
V NaOH =
0.082 𝑚𝐿 𝐻₂𝑆𝑂4 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 ×36 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻
0.5 𝑚𝐿 𝐻₂𝑆𝑂4
V NaOH = 5.248 mL
Volumen de NaOH para titular el acido acético remanente que no reacciono
V que neutraliza CH₃COOH = 32 mL – 5.248 mL = 26.752 mL
Numero de moles de acido acético remanente = (M X V)
n acido acético = (V NaOH × 𝑀 𝑁𝑎𝑂𝐻)(
𝑉 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛
𝑉 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎
)
n acido acético = (26.75 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 × 1 𝑀 𝑁𝑎𝑂𝐻)(
61.1 𝑚𝐿 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛
10 𝑚𝐿 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎
)
n acido acético = 157.33 pero debe como deben estar en litros
n acido acético = 0.157 moles
Numero de moles de acido acético que reacciono = X = n iniciales – (MxV)
CH₃COOH (l) + CH₂CH₃OH (l) CH₃COOC₂CH₃ (l) + H₂O (l)
Alimentan 0.5 mol 0.55 mol 0 0
E. Quim 0.5- X 0.55- X X X
0.5 – X = 0.157 moles X = 0.5 – 0.157 = 0.343
X = 0.343

4. 3- Valor de Kc
Kc =
(𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟)(𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎)
(𝑛 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜)(𝑛 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙)
n éster = 0.343 n agua = 0.343 n acido acético = 0.157 n alcohol = .207
Kc =
0.343 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 × 0.343 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
0.157 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 × 0.207 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
Kc = 3.62 moles
4- Eficiencia
ɳ =
𝑥
𝑛 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠
× 100
ɳ =
0.343
0.5
x 100 = 68.6 %
CUESTIONARIO
1. Escriba laecuaciónde la reacciónllevadaacabo con nombresyformulasquímicas
CH₃COOH (l) + CH₃CH₂OH (l) H₂SO₄ CH₃COOCH₂CH₃(l) + H₂O
ÁCIDOACÉTICO+ ALCOHOLETÍLICO ÁCIDOSULFURICO ACETATO DE ETILO + AGUA
2. Establezcael balance general de materiales(enmoles) parael procesoefectuado
CH₃COOH(l) + CH₃CH₂OH (l) H₂SO₄ CH₃COOCH₂CH₃(l) + H₂O
n inician 0.5 mol 0.55 mol 0 0
-n reaccionan x x
+n forman x x
n equilibrio 0.5-x 0.55-x x x
0.5 – X = 0.157 moles X = 0.5 – 0.157 = 0.343
X = 0.343
3. ¿Cuál esel reactivo limitanteycuál esel reactivoenexcesoeneste proceso?
CH₃COOH = ReactivoLimitante
CH₃CH₂OH = ReactivoenExceso
4. ¿Qué porcentaje de variaciónexisteconrespectoal valorteóricamente esperadoparaKc?
% Variación=(KcExperimental/KcTeórico) (100)=(3.62/4) (100)= 90.5 %

5. 5. De acuerdocon losresultadosobtenidos¿Cuál eslaeficienciade lareacción?
ɳ =
𝑥
𝑛 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠
× 100
ɳ =
0.343
0.5
x 100 = 68.6 %
6. ¿Cómo se vería modificadoel equilibriosi constantemente se retirarael aguaque se forma?
Asimismo,¿Se modificaríalaeficienciade reacción?Explique.
No afectaríael Equilibriode laReacción,yaque esun Producto,nose necesitade este para
que se lleve acabo la Reacción,de maneraque no afectaríaen laEficienciade laReacción
7. Anote lasecuacionesde lasreaccionesllevadasacabo enla neutralizaciónotitulacióndel
losácidossulfúricoyacéticoremanente.
H₂SO₄ + 2 NaOH Na₂SO₄+ H₂O
8. Calcule lacantidadde éster(acetatode etilo) producidoportoneladade ácidoacético,
considerandolaeficiencia:a) de 100 % y b) obtenidaenel experimento
Vol.acidoacético 28.6 mL
Vol.Alcohol 32 mL
Vol.catH₂SO₄ 0.05 mL
Vol.total 60.65 mL
Para titularel catalizadorH₂SO₄se ocupo18.5 mL NaOH
Para 10 mL de muestraalícuotase gastaron36 mL de sosacaustica
Vol NaoHpara titularCH₃COOHACETICO=60.65-18.5 mL=42.15 mL=0.04215 L
𝑀 =
𝑛
𝑉
1 =
𝑛
0.04215 𝐿
n que aun existen=0.04215 moles
n iniciales0.05
n inicial-nremanentes=nque se reaccionan= x
0.05-0.04215=0.00785moles = x
Masa de éster= 1 tonelada
a) 𝑛 =
𝑥
0.05
(100)

6. 𝑛 =
0.00785
0.05
(100) = 15.7𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
b) 𝑛 =
𝑥
0.05
(68.6)
𝑛 =
0.00785
0.05
(68.6) = 10.77𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠