Determinação espectrofotométrica de uma constante de equilíbrio

Fonte: Laboratório do Dr. Michael Evans — Instituto de Tecnologia da Geórgia

A constante de equilíbrio, K,para um sistema químico é a razão das concentrações do produto para concentrações reagentes em equilíbrio, cada uma elevada ao poder de seus respectivos coeficientes estequiométricos. A medição de K envolve a determinação dessas concentrações para sistemas em equilíbrio químico.

Sistemas de reação contendo um único componente colorido podem ser estudados espectrofotometricamente. A relação entre absorvância e concentração para o componente colorido é medida e utilizada para determinar sua concentração no sistema de reação de interesse. As concentrações dos componentes incolores podem ser calculadas indiretamente utilizando a equação química equilibrada e a concentração medida do componente colorido.

Neste vídeo, a curva de lei da Cerveja para Fe(SCN)²⁺ é determinada empiricamente e aplicada à medição de K para a seguinte reação:

Quatro sistemas de reação com diferentes concentrações iniciais de reagentes são investigados para ilustrar que K permanece constante independentemente das concentrações iniciais.

1. Determinando a Curva da Lei da Cerveja para Fe(SCN)²⁺

1. Calibrar um espectrofotômetro visível usando água destilada como um branco.
2. Adicione 1,0 mL de 1,0 × solução 10^-4 M Fe(NO₃)₃ a um tubo de ensaio.
3. Ao mesmo tubo de ensaio, adicione 5,0 mL de solução KSCN de 0,50 M.
4. Ao mesmo tubo de ensaio, adicione 4,0 mL de solução HNO 3 de_0,10 M. Cubra o tubo com um dedo enluvado e agite delicadamente para misturar.
5. Use uma pip

A Tabela 4 lista os dados de absorção e concentração das soluções 1 – 5. As concentrações de Fe(SCN)²⁺ foram determinadas a partir de concentrações iniciais de Fe³⁺ sob a suposição de que todos os Fe³⁺ são convertidos para Fe(SCN)²⁺. Um grande excesso de SCN^- foi usado nos tubos 1 – 5 para garantir que essa suposição se mantenha verdadeira.

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A constante de equilíbrio fornece informações úteis sobre até que ponto uma reação procederá à formação de produtos ao longo do tempo. Reações com grande valor de K, muito maior que 1, formarão produtos quase completos dado tempo suficiente(Figura 3). Reações com um valor de K menos de 1 não avançarão a um grau significativo. A constante de equilíbrio serve, assim, como medida da viabilidade de uma reação química.