El principio de Le Châtelier, ilustrado mediante una tira de caucho

Con una simple goma elástica se puede demostrar el principio de Le Châtelier. Todo se basa en darle calor para ver cómo se desplaza el equilibrio entre dos estados del polímero del que está constituida la goma.


Materiales y procedimiento

Se necesita:

  • Banda de goma de caucho
  • Tijeras
  • Lámpara con bombilla incandescente muy calorífica
  • Balanza digital con una precisión de al menos 0,1 g
  • Pesa de unos 15 g
  • Soporte
  • Reloj

Para hacer el experimento se procede como sigue.

  1. Cortar una tira de goma de caucho 10 cm de largo por 0.5 cm.
  2. Poner la tira en la frente del operador (sin estirar) para comprobar su temperatura cualitativamente. Después, estirarla hasta tres veces su longitud y volverla a poner en la frente. Se observará que se ha calentado. (También se puede comprobar con un termómetro).
  3. Dejar que se comprima lentamente y volver a medir su temperatura.
  4. Atar un extremo de la tira a un soporte y el otro a la pesa de 150 g.
  5. Ajustar la altura del soporte de modo que la pesa  se apoye en una balanza lo suficiente como para que la masa registrada por la balanza sea de unos 20 g. Anotar el peso exacto cuando la balanza se haya estabilizado.
  6. Colocar una bombilla incandescente de alta intensidad (es decir, que caliente mucho) lo más cerca posible de la tira de goma pero sin tocarla. Encenderla.
  7. Registrar cualquier cambio de masa durante aproximadamente 45 segundos.

Los efectos del calor sobre la dilatación o compresión de la tira están relacionados con una reacción química de transformación que ocurre en el polímero de caucho: forma estirada ⇄  forma comprimida. Este experimento permite comprobar si el suministro de calor acorta o alarga la tira y, por el principio de Le Châtelier, se puede deducir si la transformación es exo o endotérmica, lo que corroboraría la medida cualitativa de la temperatura hecha al principio del experimento.


Bibliografía

  • Hirsch, Warren. Rubber Bands, Free Energy, and Le Châtelier’s Principle. Journal of Chemical Education 2002, 79, 200A. DOI: 10.1021/ed079p200.
  • Gavira Vallejo, José Mª; Paredes Roibás, Denís. Química insólita. Certificado de Formación del Profesorado (Cursos de Formación Permanente de la UNED); Dpto. Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas, 2018.

Imagen de cabecera: Journal of Chemical Education 2002, 79, 200A.

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