Este documento presenta un proyecto realizado por dos estudiantes de ingeniería mecánica de la Escuela Superior Politécnica del Litoral sobre la aplicación del principio de Le Châtelier en el equilibrio químico del dióxido de carbono. El proyecto tuvo como objetivo demostrar experimentalmente cómo se produce el equilibrio químico en soluciones acuosas y gases, y aplicar los conceptos de equilibrio químico heterogéneo y homogéneo. Las actividades incluyeron investigación, prácticas de laboratorio y

1. FOR-UVS-14
UVS-2016
ESPOL
[APLICACIÓN DEL
PRINCIPIO DE LE
CHÂTELIER EN EL
EQUILIBRIO
QUÍMICO DEL CO2]

2. UNIDAD DE VINCULACIÓN CON LA SOCIEDAD
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UVS 2015 Versión 01
INFORMACIÓN DEL PRACTICANTE
1.1. Nombres y Apellidos del practicante:
Danny Bernardo Riofrio Coronel
Michael Augusto Maza Chamba
1.2. Número de matrícula:
201602968
201602992
1.3. Nombre de la carrera:
Estudiantes de Ingeniería Mecánica.
1.4. Correo electrónico:
danbriof@espol.edu.ec
micaumaz@espol.edu.ec
1.5. Número de teléfono:
04-6000-198
0990811897
INFORMACIÓN DEL DOCENTE TUTOR
2.1. Nombres y Apellidos del tutor:
Marianita A. Pazmiño P.
2.2. Correo electrónico:
pazmino@espol.edu.ec
2.3. Número de teléfono:
0987110441
INFORMACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN/EMPRESA
3.1. Número de personas como Beneficiarios Directos1:
2 estudiantes
3.2. Número de personas como Beneficiarios Indirectos2:
800 estudiantes
3.3. Área geográfica que cubre el proyecto realizado
Provincia: Guayas
Cantón: Guayaquil
Código de la Zona (Ver FOR-UVS-12): 8
1 Los beneficiarios directos son aquéllos que participarán directamente en el proyecto,y por consiguiente,
se beneficiarán de su implementación. (Fuente: http://www.fao.org/docrep/008/a0322s/a0322s04.htm)
2 Los beneficiarios indirectos son,con frecuencia pero no siempre, las personas que viven al interior de la
zona de influencia del proyecto.(Fuente: http://www.fao.org/docrep/008/a0322s/a0322s04.htm)

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Código del Distrito (Ver FOR-UVS-12): 09D08
Código del Circuito (Ver FOR-UVS-12): 09D08C02, 09D08C04
3.4. Duración del Proyecto:
Fecha de Inicio: 6 de mayo del 2016
Fecha de Finalización: 29 enero de 2016
3.5. Razón Social de la Organización/Empresa Beneficiaria
Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) – Facultad de Ciencias Naturales y
matemáticas.
3.6. Dirección
Campus Gustavo Galindo, vía Perimetral, km 30.5.
3.7. Teléfono, Fax, Correo electrónico
Oficinas – 042- 269550
Dirección web: www.espol.edu.ec
3.8. Nombre del Representante Legal de la organización/empresa:
Rector: Máster Sergio Flores.
3.9. Nombre de la persona o personas responsables del seguimiento de la actividad o
servicio por parte de la organización/empresa:
Mgter. Marianita Pazmiño, coordinadora de Laboratorios.
3.10. Resumen de la organización/empresa beneficiaria
La Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la ESPOL, por medio de la carrera
de Ingeniería Química, presenta al final de cada semestre el proyecto de Química
Aplicada en la materia de Química General 1 - Laboratorio, cuyo propósito es que los
alumnos demuestren a la comunidad los conocimientos adquiridos durante su estudio
en la materia, dando un aporte científico a la misma.
Estos proyectos fueron propuestos desde el segundo semestre del año 2014, desde ese
entonces se realizan semestralmente. Los estudiantes de cada paralelo investigan sobre
proyectos de Química con aplicaciones a la vida, los cuales son aceptados por el
docente que será reconocido como tutor, siendo ellos y la comunidad beneficiarios
directos.
La presentación final de los proyectos se la realiza durante una semana planificada al
final del semestre, conocida como Semana de la Ciencia.
CONTENIDO DEL INFORME FINAL
4.1. Planteamiento del Problema

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4.1.1. Antecedentes
Los estudiantes politécnicos dentro del margen institucional son los primeros
beneficiarios, ya que al fomentar la investigación e innovación se garantiza un proceso
que se extiende a una comunidad contigua. Mediante el principio de le chatelier
demostraremos el proceso de equilibrio que suscita en una reacción química y cómo
podemos aplicarlo en un medio, todo esto se viene realizando desde el mes de mayo,
teniendo una duración aproximada de tres meses, con el fin dar conocer a personas
particulares los servicios y beneficios del proyecto los cuales se fundamentan en la
aplicabilidad, dando un enfoque teórico y práctico.
4.1.2. Contexto del Proyecto
Nuestro proyecto se caracteriza por ser un modelo demostrativo y teórico del principio
de le chatelier, en el aspecto físico se constituye de un prototipo que ejemplifica el
proceso de una reacción química reversible, en cuanto a la situación demográfica será
presentado en el campus prosperina, siendo orientado a una sociedad estudiantil de
varias instituciones tanto públicas y/o privadas. Se estipula sustentar el conocimiento,
claramente a partir de conceptos básicos y que llamen la atención para así promover
en los estudiantes y el deseo de conocer más sobre el tema y como se aplica en la
actualidad.
4.1.3. Definición del problema
La ineficiencia del conocimiento basado en los procesos químicos que se dan en
nuestro medio es en sí una marea de incertidumbre que se desea moldear, en la
actualidad se pretende fomentar la investigación y el desarrollo de nuevos conceptos
que nos garanticen mayor eficiencia en la sociedad, partimos del hecho demostrativo
de los fenómenos que se suscitan en la naturaleza, y como esto nos ayuda a constituir
una aplicabilidad beneficiaria en el campo laboral, social y educativo.
De manera Explicita garantizamos que, si se trata de fomentar la investigación, el
desenvolvimiento académico, el impulso de la ciencia, el proyecto vale la pena ya que
así se promueve un grupo de estudiantes innovadores.
4.2. Justificación
En la práctica de equilibrio químico se llevará a cabo el estudio de la reacción del dióxido
de carbono y ácido clorhídrico analizando por medio de un proceso experimental y con los
respectivos cálculos teóricos, cada especie que reacciona, también como varia el rendimiento
de cada una de las reacciones en función reactivos iniciales de cada especie que reacciona
solamente al variar su cantidad.
Para llevar a cabo el equilibrio químico se preparó los materiales correspondientes para
proceder con la respectiva experimentación, utilizando materiales resistentes a la presión, y
el cuales se puede evidenciar el proceso, todo esto se ha venido realizando con antelación
con el fin de tener suficiente tiempo en la resolución del proyecto.

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4.3 Objetivos Generales
Demostrar Experimentalmente el principio de le Chatelier utilizando dióxido de
carbono en estado acuoso y gaseoso, para la justificación del equilibrio químico y su
aplicación en un medio.
4.4 Objetivos Específicos
- Observar cómo se produce un equilibrio químico en una solución acuosa para la
identificación de un proceso dinámico reversible.
- Aplicar los conceptos de equilibrio químico para la diferenciación de un proceso
heterogéneo y homogéneo.
- Corroborar de manera practica el equilibrio químico del dióxido de carbono para la
interpretación de los resultados obtenidos.
4.5 Actividades Realizadas
 Fecha de Inicio de la actividad o servicio: 06/05/2016
 Fecha de finalización de la actividad o servicio: 19/08/2016
 Total de horas empleadas en la actividad o servicio: 18 horas
4.6 Análisis y evaluación de las actividades o servicios realizados
a. Para la resolución de este proyecto se ha reunido los materiales previamente, se ha
investigado corroborados datos y se ha evaluado de forma teórica y experimental
los procesos que se dan dentro del equilibrio químico, buscando ser concisos y de
una manera amena sustentar la importancia de fortalecer el conocimiento sobre el
equilibrio químico, enfatizando la aplicación de los conocimientos adquiridos en
nuestra institución y relacionando los resultados.
b. Se invirtió un promedio de 18 horas en la resolución del proyecto distribuyendo
10 horas de investigación y 8 horas de practica y evaluación de los resultados, en
este último se trató de corroborar los cálculos teóricos y prácticos.
c. En cuanto a las materias que los dos participantes del proyecto seguimos, las
detallamos a continuación: introducción a las energías renovables, laboratorio de
química, cálculo de una variable, química general I, comunicación I, cabe recalcar
que la mayor influencia para la resolución de este proyecto, se fundamenta en las
materias que tienen la relación directa con la resolución del proyecto dando énfasis
a laboratorio de química en cuanto a la resolución de informes los cual nos ayuda
a sostener un nivel súper importante de escritura y planteo de objetivos, al
complementarse con química general I se garantiza un aprendizaje de calidad.
4.7 MARCO TEÓRICO
El Principio de Le Châtelier nos ayuda a determinar en qué dirección se desplaza una
reacción en equilibrio, cuando se aplica una tensión externa, es decir un cambio de
concentración, presión, volumen o temperatura en un sistema de equilibrio, el sistema se
ajustará de tal manera que se cancela dicha tensión, alcanzando una nueva posición de
equilibrio. (Brown, 2014), (Chang, 2010)

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El equilibrio químico es un proceso dinámico que se suscita en una reacción química
reversible, se logra cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan
y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen constantes, esto se
conoce como equilibrio químico.
Esto se puede comparar con el movimiento de los esquiadores en un centro de esquí lleno
de personas, donde el número de esquiadores que suben a la montaña por el teleférico, es
igual al número de esquiadores que bajan deslizándose, podemos observar que, aunque
existe un traslado constante de esquiadores la cuantía de personas que sube a la cima y la
que desciende no varía. (Darrell D. Ebbing, 2010), (Chang, 2010)
En algunos equilibrios tales como el sistema de hidrógeno, nitrógeno y amoniaco, se
observa una participación de sustancias en distintas fases.
Como es de esperarse, en las reacciones reversibles donde intervienen reactivos y
productos como ya lo hemos mencionado nos conduce a un equilibrio heterogéneo, por
ejemplo: el carbonato de calcio se calienta en un recipiente cerrado y se establece el
siguiente equilibrio.
𝐶𝑎𝐶𝑂3(s) CaO(s)+ 𝐶𝑂2(g)
Entonces los dos sólidos y el gas constituyen tres fases distintas, si establecemos una
constante de equilibrio tenemos:
𝐾𝑐
´
=
[ 𝐶𝑎𝑂][ 𝐶𝑂2]
[ 𝐶𝑎𝐶𝑂3]
La concentración de un sólido en parangón con la densidad es una propiedad intensiva,
por lo tanto, no depende de la cantidad de sustancia, por tal motivo, los términos
[ 𝐶𝑎𝐶𝑂3] y [ 𝐶𝑂] son en sí constantes pudiéndose combinar con una constante de
equilibrio.
[ 𝐶𝑎𝐶𝑂3]
[ 𝐶𝑂]
∗ 𝐾𝑐
´
= 𝐾𝑐 = [ 𝐶𝑂2]
La nueva constante de equilibrio entonces quedará expresada en términos de una sola
concentración la cual será 𝐶𝑂2, notamos que el valor de la constante de equilibrio en
ningún caso depende de la cantidad de 𝐶𝑎𝐶𝑂3 y 𝐶𝑂 presentes.
De manera alternativa la constante de equilibrio se expresa:
𝐾𝑝 = 𝑃 𝐶𝑂2
Entonces la magnitud de esta constante es igual a la presión del dióxido de carbono,
siendo una magnitud de fácil medición. (Brown, 2014)
El equilibrio homogéneo se aplica en las reacciones donde todas las sustancias reactivas
se encuentran en una misma fase, el tetraóxido de dinitrógeno ( 𝑁2 𝑂2), es claro ejemplo
de equilibrio en una fase gaseosa.
𝐾𝑐 =
[ 𝑁𝑂2]2
[ 𝑁2 𝑂4]

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Si observamos el subíndice de la constante nos muestra que las concentraciones de las
sustancias de los reactivos se expresan en moles por litro (molaridad).
La concentración de los productos y los reactivos en las reacciones de gases se expresan
en términos de sus presiones parciales. La presión p de un gas está en una relación directa
con la concentración mol/L del gas, de la siguiente manera, P= (n/V)*RT.
Posteriormente la constante para el proceso de equilibrio será:
𝑁2 𝑂4 2𝑁𝑂2
𝐾𝑝 =
𝑃 𝑁𝑂2
2
𝑃 𝑁2 𝑂4
Donde 𝑃 𝑁𝑂2
2
y 𝑃 𝑁2 𝑂4
son presiones parciales de equilibrio de 𝑁𝑂2 y 𝑁2 𝑂4 , 𝐾𝑝 indica que
la concentración que está en equilibrio se expresa en términos de presión. 𝐾𝑐 difiere de
𝐾𝑝 ya que las presiones parciales de reactivos y productos son diferentes a sus respectivas
concentraciones molares. (Brown, 2014)
4.8 METODOLOGÍA DE TRABAJO (TÉCNICAS Y PROCEDIMIENTOS)
Dentro del proceso sistemático que se realizó al llevar a cabo este proyecto podemos
enfatizar el hecho de la previa investigación al tema, buscando la información que
sustente nuestras expectativas y necesidades sobre las cuales se fundamentaría la
aplicabilidad del mismo, cabe mencionar que la primera parte del proyecto en cuanto al
desarrollo teórico, lleva más tiempo ya que concierne el hecho de escoger los procesos
más factibles y ubicar una estructura básica pero eficiente, siendo nuestra principal meta
la innovación y dar a conocer la importancia del principio equilibrio químico de Le
Chetelier, nuestro proyecto consiste básicamente en un prototipo de maqueta donde se
puede evidenciar el proceso de equilibrio químico en una reacción reversible, de esta
forma damos sustento a la teoría establecida fomentamos la investigación y damos a
conocer un tema muy valioso, cabe recalcar que se ha utilizado libros muy importantes,
tales como Brow, Chang, Darrell D. Ebbing, entre otros, todo esto con el fin de mantener
claramente los aspectos teoricos, en cuanto a la parte del modelado fisico del prototipo
de maqueta se busco en la internet un modelo cilindrico con una valvula de presion en la
cual se demostrara y se podra observar una reaccion en equlibrio mediante una factor muy
conocido, el cual es la presion.
Este proyecto sustenta un carácter explicativo y demostrativo de un principio aplicativo
en diferentes ámbitos, tanto en la industria como en la vida diaria, dando así un esquema
amplio y vistoso el cual nos compete a todos por igual y llama la atencion de un publico
diverso, nuestros objetivos son aplicativos, los cuales se basan en un esquema de
modelado practico el cual podra aplicarse con muchas utilidades en la actualidad.
4.9 RESULTADOS

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Agua + Carbonato de calcio + ácido clorhídrico Agua + dióxido de carbono +
cloruro de calcio
H2O(l) + CaCO3(s) + 2HCL(ac) H2O(l) + CO2(g) + CaCL2(ac)
4.10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- Es necesario tener cuidado con el recipiente, el cual soportará la presión del gas de
dióxido de carbono, por cual deberá ser de un material altamente resistente.
- El equilibrio químico se logra cuando las velocidades de las reacciones directa e
inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen
constantes.
- Mantener en un lugar fresco las pipetas de dióxido de carbono y evitar el contacto de
este gas con la piel ya que podríamos causar lesiones.
- El equilibrio homogéneo se aplica en las reacciones donde todas las sustancias
reactivas se encuentran en una misma fase.
4.11 APLICABILIDAD
El equilibrio químico en la actualidad es usado frecuentemente en la vida cotidiana, por
ejemplo, en la industria cervecera la ley de Le Chatelier basada en el equilibrio químico,
es muy usada para determinar el tiempo y la velocidad de la fermentación.
También en lo que son las industrias de producción de alimentos y en la medicina se
emplea el equilibrio químico para conocer el período de caducidad de los alimentos y
medicamentos.
ELABORADO POR:
Danny Bernardo Riofrio Coronel Michael Augusto Maza Chamba
REVISADO POR: REVISADO POR:
Mgter. Marianita Pazmiño Persona que hizo el seguimiento.