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• Sofia Pineda Gomez

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ACTIVIDAD 4: PRINCIPIO DE LE CHATELIER

ISABELLA TORO TAMAYO DANNA YEDIXA PORTILLO BACCA SOPHIA PINEDA GOMEZ JOSE LUIS RENGIFO CAMPIÑO

11-2

SEGUNDO SEMESTRE

30 DE OCTUBRE

BORIS FERNANDO CANDELA RODRIGUEZ

CIENCIAS NATURALES: QUÍMICA

INSTITUCIÓN EDUCATIVA EUSTAQUIO PALACIOS

SANTIAGO DE CALI

2020

Actividad 4: Principio de Le Châtelier.

1. Para esta actividad, empezaras con la observación de una animación que muestra los cambios que sufre la producción de amoniaco cuando se varía la temperatura, la concentración y la presión.

2. Con lo que acabas de observar, responde las siguientes preguntas: En el cambio de concentración:

a. ¿Qué pasó cuando se agregaron las dos moles de N2?

R// En el cambio de concentración, se agregó más N2 (reactivo) a la reacción en equilibrio y se observa cómo el equilibrio se desplaza en la reacción directa; y haciendo el proceso inverso, añadiendo más moles de amoniaco NH3 (producto), el equilibrio se desplazará en la reacción inversa, provocando así una mayor producción de Nitrógeno e Hidrógeno. A nivel submicroscópico las moléculas de hidrogeno (H:15) y nitrógeno (N:5) se enlazan de manera reversible al aumentar la concentración, temperatura y presión, y así formando nuevas moléculas de amoniaco que inicialmente eran (NH4) y ahora (NH8), se mantiene en equilibrio y es una reacción endotérmica porque absorbe energía.

b. ¿Qué reacción se vio favorecida por el suministro de concentración de N2? ¿La directa o inversa? Justifica tu respuesta.

R// Al agregar N2 a la reacción en equilibrio químico se vio favorecida la reacción directa, ocurre predominantemente al principio cuando sólo hay reactivos y poco producto, a nivel submicroscópico las moléculas de H15, N5 y NH4 siguen chocando entre sí, rompiendo sus enlaces y formando enlaces nuevos de amoniaco (NH8). A medida que se forman productos, éstos reaccionan entre sí para dar de nuevo los reactivos, es la llamada reacción inversa, produciendo así mayor Nitrógeno e Hidrógeno.

c. ¿Qué pasó cuando se agregó amoniaco en lugar de nitrógeno al equilibrio químico en cuestión?

R// Al agregar más amoniaco las moléculas siguen reaccionando de manera inversa, se reestablece el equilibrio, como se dijo anteriormente para dar de nuevo los reactivos, esta vez con la misma velocidad de reacción en los dos sentidos de esta. Es decir, se muestra cómo estas dos reacciones, la directa y la inversa, se están dando a la misma velocidad.

d. ¿Qué reacción se vio favorecida por el suministro de concentración de NH3? ¿La directa o la inversa? Justifica por qué. Contrástala con la situación anterior.

R// La reacción produce una disminución del número de moles gaseosas (∆n < 0). Ej: 3𝐻2(𝑔) + 𝑁2(𝑔) = 2𝑁𝐻3 Un aumento de presión favorece la reacción directa (formación amoniaco).

En el cambio de presión:

a. ¿Por qué un aumento de presión provoca que se favorezca la producción de amoniaco? ¿Por qué se toma esta nueva condición de equilibrio?

R// Al aumentar la presión 𝑝∆𝑛 aumenta, por lo tanto, si 𝐾𝑝 es constante debe disminuir 𝐾𝑥 . Se favorece la recombinación de productos para dar reactivos. Como la presión es proporcional al número de moles gaseosos, el sistema evoluciona desplazándose en el que disminuya el número total de moles (izquierda) para oponerse al aumento de presión.

b. Cuál es la reacción es endotérmica y cuál es la reacción exotérmica, en esta reacción reversible?

R//La reacción endotérmica es la que, aumenta su temperatura causando un efecto a la reacción química formando así, un aumento de productos como lo es en este caso el Amoniaco (NH3) y disminuyendo los reactivos. Por otro lado, la reacción exotérmica es la que libera calor, es decir, baja su temperatura como consecuencia de esto los reactivos vuelven a estar en su cantidad inicial quedando de nuevo en un equilibrio químico neto.

En el cambio de temperatura:

a. ¿Qué reacción es la que está siendo favorecida con la disminución de temperatura? Explica por qué. Para ello ten en cuenta cuál es la reacción exotérmica y cuál la endotérmica.

R// En esta ocasión la reacción que favorece la disminución de temperatura es la endotérmica, ya que al absorber el calor tiende a disminuir la temperatura y si la temperatura disminuye esta volverá a su estado inicial (equilibrio químico).

¡Aplica tus conocimientos!

3. Lee la siguiente historieta y ayúdale a Willy desarrollando las preguntas. Discútelas con tus compañeros.

a. Willy antes de viajar a Jericó, tenía esta reacción Hb + O2 ↔ HbO2 en un estado de equilibrio, pero cuando llegó al pueblo boyacense, éste varió, ¿de qué manera se vio afectado este equilibrio? Justifica tu respuesta.

R// El equilibrio de la reacción reversible entre la hemoglobina presente en los glóbulos rojos con el oxígeno que ingresa a los pulmones a través de la inspiración de aire para formar oxihemoglobina, se vio afectada por el cambio de temperatura corporal, concentración de oxígeno en la sangre y presión, dado que se viajó desde Buenaventura, una ciudad con clima cálido y altura al nivel del mar hasta Jericó, un pueblo con clima frio y uno de los pueblos más altos de Colombia, con 3100 MSNM, en el cual hay menos concentración de oxígeno por su altura, con respecto a Buenaventura; es decir, que la temperatura del ambiente disminuyó al igual que la presión y la concentración de oxígeno. Por otra parte, el equilibrio de la reacción reversible se ve afectado por el cambio de presión, puesto que la reacción involucra un gas y al disminuir la presión de un sistema este va hacia donde hay mayor número de moles.

b. Si la concentración de los reactivos (en este caso el oxígeno) está cambiando el estado de equilibrio de la formación de oxihemoglobina a partir de hemoglobina y oxígeno y viceversa ¿Qué ordena el cuerpo para restablecer el equilibrio?

R// Dado que se da el caso de una disminución en los reactivos, es decir, el oxígeno, por el hecho de que Jericó es un pueblo ubicado a una gran altura, lo que hace que ahí haya una menor concentración de oxígeno, el cuerpo debe ordenar que la reacción se desplace hacia la izquierda, provocando la reversibilidad de los productos, oxihemoglobina, a la formación de reactivos, hemoglobina y oxígeno; todo esto cumpliendo el principio de Le Châtelier.

c. En esta reacción reversible ¿cuál de las dos direcciones será la que libera energía y la que la requiere para poder realizarse? ¿La reacción directa o inversa? Grafica éstas en términos de la energía de activación.

R// Puesto que para combinarse una molécula de oxígeno con una porción hemo de la hemoglobina, se necesita que la presión parcial del oxígeno sea elevada, es decir, que la presión del sistema o la concentración de oxígeno aumente o sea elevada, como ocurre en los capilares pulmonares, para favorecer la unión de O2 a la hemoglobina y la liberación de dióxido de carbono ; entonces la reacción directa es la que libera

energía y la reacción inversa es la que requiere energía para poderse llevar a cabo la reacción.

d. Si a Willy le hubiese dado también fiebre, ¿qué es lo más probable que hubiese pasado? ¿Por qué? ¿Cómo afecta este cambio de temperatura corporal al equilibrio dinámico de la reacción? ¿Qué pasa con las concentraciones de reactivos y productos?

R// Lo más probable es que a Willy le hubiese dado fiebre, porque ya que la reacción directa es exotérmica y al aumentar la temperatura corporal, el equilibrio de la reacción tendrá que desplazarse hacia la izquierda, favoreciendo el sentido endotérmico. Que es lo que se busca; que parte del producto se transforme en reactivos, dado que hay una disminución de la concentración de oxígeno en la sangre de Willy por causa del cambio de presión del entorno y se necesita restablecer este equilibrio.