FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
CALOR DE NEUTRALIZACION NEUTRALIZACION 1. OBJE OBJETI TIVO VO GENE GENERA RAL L Verificar Verificar experimentamente experimentamente e ca!r "e ne#trai$aci%n ne#trai$aci%n "e #n aci"! f#erte c!n #na &a'e &a'e f#e f#erte rte ( e ca! ca!rr "e "i'! "i'!ci ciac aci% i%n n "e #n aci" aci"! ! ")&i ")&i p!r p!r me"i me"i! ! "e a ne#trai$aci%n c!n #na &a'e f#erte* empean"! en am&!' ca'!' #n ca!r+metr! a"ia&,tic!. 2. OBJE OBJETI TIVO VOS S ESP ESPEC ECIF IFIC ICOS OS • • •
Dete Determ rmin inar ar a capa capaci ci"a "a" " ca! ca!r+ r+fifica ca "e "e ca! ca!r+ r+me metr tr!* !* para para e pr!c pr!ce' e'! ! experimenta. Determinaci%n "e !' ca!re' "e "i#ci%n. Cac#ar e ca!r "e f!rmaci%n "e OH − .
3. FUND FUNDAM AMEN ENTO TO TEOR TEORIC ICO O La term!-#+mica e' #na parte "e a term!"in,mica* c#(! !&eti/! principa e' e e't#"i! "e a' e(e' "e a term!"in,mica "entr! "e a' reacci!ne' -#+mica'. Ca'i Ca'i t!"a t!"a'' a' a' reac reacci ci!n !ne' e' -#+m -#+mic ica' a' a&'! a&'!r& r&en en ! "e'p "e'pre ren" n"en en ener ener0+ 0+a* a* 0eneramente en f!rma "e ca!r. C#an"! en #na reacci%n ! cam&i! f+'ic! e 'i'tema a&'!r&e ener0+a e pr!ce'! 'e ama en"!t)rmic!. Si* p!r e c!ntrari!* 'e "e'pr "e'pren" en"e e ener0+ ener0+a* a* e pr!ce' pr!ce'! ! 'e "en!mi "en!mina na ex!t)r ex!t)rmic mic!. !. La ma(!r+ ma(!r+a a "e !' !' cam&i!' -#+mic!' ( f+'ic!' 'e pr!"#cen a pre'i%n c!n'tante. 1ara expre'ar e ca!r a&'!r&i"! ! i&era"! en #n pr!ce'! a pre'i%n c!n'tante 'e #tii$a a entap+a. E cam& cam&i! i! "e enta entap p+a +a "e #n 'i't 'i'tem ema* a* ∆ H * "#ra "#rant nte e #n pr!c pr!ce' e'! ! a pre' pre'i% i%n n c!n'tante* e' i0#a a ca!r a&'!r&i"! ! "e'pren"i"! p!r e 'i'tema "#rante e pr!ce'!2 Q P = ∆ H
La entalpía de reacción (calor de reacción) e' a "iferencia entre a' entap+a' "e !' pr!"#ct!' ( a' entap+a' "e !' reacti/!'2 producto s ) − H (reactivos ) ∆ H = H ( productos
∆ H e' p!'iti/! c#an"! a entap+a "e !' pr!"#ct!' 3e'ta"! fina4 e' ma(!r -#e
a nta5p+a "e !' reacti/!' 3e'ta"! inicia4* ! -#e in"ica -#e e 'i'tema 6a 0ana"! ener0+a pr!ce'! en"!t)rmic!4. A7 e' ne0ati/! c#an"! a entap+a "e !' pr!"#ct!' e' men!r -#e a entap+a "e !' reacti/!'* ! -#e in"ica -#e e 'i'tema 6a per"i"! ener0+a 3pr!ce'! ex!t)rmic!4. E cam& cam&i! i! "e enta entap p+a +a "e #na #na reac reacci ci%n %n p#e" p#e"e e !&te !&tene ner' r'e e a part partir ir "e "e ca! ca!r r a&'!r&i"! "e'pren"i"! a pre'i%n c!n'tante. Tam&i)n p!"r+a cac#ar'e 3ec#aci%n 84 'i 'e c!n!cieran a' entap+a' "e t!"!' !' reacti/!' ( pr!"#ct!'. Sin em&ar0!* n! 'e p#e"en "eterminar /a!re' a&'!#t!' "e a entap+a "e #na '#'tancia* ( '%! 'e p#e"en "ar /a!re' reati/!' a #na referencia ar&itraria. E'ta referencia e't, &a'a"a en a' entap+a' ! a&re' "e f!rmaci%n. La entap+a "e f!rmaci%n "e #n c!mp#e't! e' e cam&i! "e entap+a a'!cia"! c!n a f!rmaci%n "e #n m! "e c!mp#e't! a partir "e '#' eement!'* en c!n"ici!ne' "e pre'i%n c!n'tante. E'ta ma0nit#" p#e"e /ariar c!n a' c!n"ici!ne' experimentae' 3p!r 9MC : 8;
5 5.
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CALOR DE
eemp!* a temperat#ra* pre'i%n ! e'ta"! "e !' reacti/!' ( pr!"#ct!'4. Se "efine* p!r tant!* a entap+a e't,n"ar "e f!rmaci%n = f 7>* 7>* "e #n c!mp#e't! c!m! e cam&i! "e entap+a -#e ac!mpa?a a a f!rmaci%n "e #n m! "e c!mp#e't! a partir "e '#' eement!'* c!n t!"a' a' '#'tancia' en '#' e'ta"!' e't,n"ar. E e'ta"! e't,n"ar "e #na '#'tancia e' a f!rma m,' e'ta&e a a temperat#ra "e inter)' ( pre'i%n "e 5 &ar E e'ta"! e't,n"ar n! e'pecifica a temperat#ra* ( !' /a!re' "e =f 7> 7> ta&#a"!' '!n !' c!rre'p!n"iente' a 8@ B 38 C4. La' entap+a' e't,n"ar "e f!rmaci%n permiten cac#ar entap+a' "e reacci%n. La /ariaci%n "e entap+a "e a reacci%n e/a"a a ca&! en c!n"ici!ne' e't,n"ar e' a entap+a e't,n"ar "e reacci%n = r 7> 7> "a"a p!r2 ∆ r H o = ∑ ni ∆ H io ( productos ) − ∑ mi ∆ H io (reactivos )
D!n"e2 ni ( ( mi '!n '!n !' c!eficiente' e'te-#i!m)tric!' "e a e'pecie i en pr!"#ct!' ( reacti/!'* re'pecti/amente. re'pecti/amente. Entalpía de calor de neutralización . E ca!r "e ne#trai$aci%n e' a entap+a "e
reacci%n en #na reacci%n entre #n ,ci"! ( #na &a'e 3reacci%n "e ne#trai$aci%n4. Si 'e mi"en !' ca!re' "e ne#trai$aci%n "e "i/er'!' ,ci"!' ( &a'e' f#erte' m#( "i#i"!'* "i#i"!'* 'e !&tienen 'iempre /a!re' pr%xim!' a2 o ∆ H 298 = −56,0KJ por mol mol deagu de agua a formada formada
E'te /a!r aparentemente in"epen"iente "e ,ci"! ! &a'e empea"! e' e mi'm! -#e e "e a entapia "e f!rmaci%n "e a0#a a "i#ci%n infinita 3* Hm! :5 En a reacci%n "e ne#trai$aci%n "e #n ,ci"! ( #na &a'e f#erte' m#( "i#i"!'2 AH + BOH BOH ⇔ AB + H 2 O
La' e'pecie' i%nica' e't,n t!tamente "i'!cia"a'* p!r ! -#e a' entap+a' "e ani%n "e ,ci"! ( "e cati%n "e a &a'e -#e aparecen en am&!' a"!' "e a ec#aci%n 'e cancean a apicar a ec#aci%n 34 para cac#ar a entap+a "e a reacci%n. La /ariaci%n "e entap+a re'#tante e' a "e pr!ce'! a "i#ci%n infinita2 +
1ara e -#e2
H
−
+ OH ⇔ H 2O
∆ H o ( 298 K ) = ∆ f H o ( H 2O,298) − ∆ f H o ( H + ,298 K ) − ∆ f H o (OH − ,298 K )= = −285,83 − ( −229,99) = −55,84
KJ mol
E'ta 'it#aci%n n! e' apica&e c#an"! #n! "e !' reacti/!' e' #n eectr!it! ")&i* en c#(! ca'! parte "e ca!r i&era"! 'e empear+a en "i'!ciar a e'pecie m,' ")&i ( 6a( -#e tener tam&i)n en c#enta a 6i"r%i'i' "e a 'a. L!' ca!re' "e ne#trai$aci%n tam&i)n 'e "e'/+an "e /a!r in"ica"! 3* Hm! :5 c#an"! 'e trata "e eectr!it!' f#erte' a "i#ci%n finitaJ ta e' e ca'! "e a' "i'!#ci!ne' 5 M "e !' ,ci"!' 7C* 7NO ( 78SO ne#trai$a"!' c!n NaO7 5 M. L!' /a!re' "e a' entap+a' "e ne#trai$aci%n "e !' ,ci"!' in"ica"!' c!n NaO7 5M '!n2
9MC : 8;
∆ H 298 ( HCl )= −59,16 KJpormoldeaguaformad a ∆ H 298 ( HNO3 ) = −58,24 KJpormoldeaguaformad a ∆ H 298 ( H 2 SO4 ) = −66,53 KJpormoldeaguaformad a 8.
8
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CALOR DE
E pr!ce'! en"!t)rmic! expica"! anteri!rmente para i!ni$ar #na '#'tancia ")&i* preci'a "e cierta ener0+a pr!/eniente 0eneramente "e ca!r a&'!r&i"! "e me"i! am&iente para i!ni$ar a '#'tancia. Calor de Disociación:
Calor de Solución: En
a ma(!r+a "e !' ca'!'* 0eneramente a' '#'tancia' 'e enc#entran en S!#ci%n ( n! a'+ c!m! m!)c#a' ne#tra'. E ca!r inte0ra "e S!#ci%n* e' e cam&i! "e entapia c#an"! ca"a m! "e '!#t! 'e "i'#e/e en #na cierta canti"a" "e "i'!/ente a temperat#ra ( pre'i%n c!n'tante'. E /a!r "e ∆ H "e #na reacci%n p#e"e "eterminar'e experimentamente mi"ien"! e f#! "e ca!r -#e ac!mpa?a a a reacci%n a pre'i%n c!n'tante. C#an"! #na '#'tancia 0ana ! pier"e ener0+a en f!rma "e ca!r '# temperat#ra cam&ia Experimentamente* 'e p#e"e "eterminar e f#! "e ca!r a'!cia"! c!n #na reacci%n -#+mica mi"ien"! e cam&i! "e temperat#ra -#e )'ta pr!"#ce. La me"i"a "e !' cam&i!' "e temperat#ra a'!cia"!' a pr!ce'!' fi'ic!-#+mic!' c!n /ariaci!ne' "e ener0+a en f!rma "e ca!r 'e ama ca!rimetr+a e aparat! -#e mi"e !' cam&i!' "e temperat#ra 'e "en!mina ca!r+metr! Calorímetro:
La' t)cnica' ( e-#ip!' #tii$a"!' en ca!rimetr+a "epen"en "e a nat#rae$a "e pr!ce'! -#e 'e e't) e't#"ian"!. M#c6a' reacci!ne'* c!m! a' -#e tran'c#rren en "i'!#ci%n* 'e pr!"#cen a pre'i%n atm!'f)rica* -#e e' pr,cticamente c!n'tante. E ca!r "e reacci%n 'e "etermina a partir "e cam&i! "e temperat#ra "e #na canti"a" c!n!ci"a "e "i'!#ci%n -#e 'e enc#entra en e ca!r+metr!. En e'ta pr,ctica e ca!r+metr! e' #n aparat! 'enci!* c!n a0#a ( !tr!' materiae' c#(a capaci"a" ca!r+fica 'e c!n!ce* en e -#e 'e a&'!r&e e ca!r. La' pare"e' externa' "e ca!r+metr! e't,n ai'a"a' para minimi$ar a' p)r"i"a' "e ca!r c!n e aire "e am&iente. E "i'p!'iti/! i"ea 'er+a #n ca!r+metr! ai'a"! t)rmicamente "e exteri!r 3'i'tema a"ia&,tic!4. En e'te ca'! t!"! e ca!r "e'pren"i"! en a reacci%n 'e a&'!r&e "entr! "e ca!r+metr!. Iniciamente 'e "e&en mantener !' reacti/!' ai'a"!' entre '+ ( en e-#ii&ri! t)rmic! a a temperat#ra inicia* -#e 'er, tam&i)n a temperat#ra inicia "e ca!r+metr! ( "e t!"!' !' c!mp!nente' "e 'i'tema -#e n! '!n '#'tancia' reacci!nante' 3/aria "e a0itaci%n* term%metr!* pipeta "e ,ci"!'* etc.4 La ener0+a ca!r+fica ce"i"a ! a&'!r&i"a p!r #n c#erp! e' pr!p!rci!na a '# ma'a ( a a /ariaci%n "e temperat#ra* ( "epen"e "e a nat#rae$a "e c#erp!2 Q=
∑ m c ∆T i
i
En e'ta expre'i%n m ( c '!n a ma'a ( ca!r e'pec+fic! a pre'i%n c!n'tante* re'pecti/amente* "e ca"a #n! "e !' c!mp!nente'. C#an"! "!' c#erp!' intercam&ian ca!r* a canti"a" "e ener0+a en f!rma "e ca!r -#e 0ana #n! "e e!' e' i0#a a a -#e pier"e e !tr!. 1!r tant!* 'i c!m! c!n'ec#encia "e a reacci%n pr!"#ci"a en e ca!r+metr! 'e i&era #na cierta canti"a" "e ener0+a* )'ta 'er, a&'!r&i"a p!r t!"!' !' c!mp!nente' "e 'i'tema* (a -#e )'te e' cena"! ( a"ia&,tic!* ( n! 'e pier"e ca!r a exteri!r. Se tiene p#e'2 9MC : 8;
Qliberado + Q absorvido = 0 .
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CALOR DE
I0#a"a" -#e 'e c#mpe c#an"! e 'i'tema e't, perfectamente ai'a"! t)rmicamente "e exteri!r ( n! exi'ten "i'ipaci!ne' "e ener0+a. En e ca'! "e #na reacci%n "e ne#trai$aci%n e ca!r i&era"! e' a&'!r&i"! p!r a "i'!#ci%n re'#tante "e a ne#trai$aci%n ( p!r e pr!pi! ca!r+metr! 3/a'! DeKar* term%metr!* /aria "e a0itaci%n* pipeta "e ,ci"!' ( tapa r!'ca"a4. La ec#aci%n ca!rim)trica 0!&a e'2 Q N = mcd ∆T +
∑ m c ∆T
En a -#e QN e' e ca!r i&era"! en a ne#trai$aci%n* e' a ma'a "e "i'!#ci%n re'#tante tra' a reacci%n* c d e' e ca!r e'pec+fic! "e a "i'!#ci%n re'#tante* ∆T e' e increment! "e temperat#ra* ( e tim! '#man"! c!rre'p!n"e a a a&'!rci%n "e ca!r p!r !' c!mp!nente' pa'i/!' "e ca!r+metr! menci!na"!' anteri!rmente. Se p#e"e c!n'i"erar -#e e ca!r a&'!r&i"! p!r !' c!mp!nente' "e ca!r+metr! e' i0#a a -#e a&'!r&er+a #na ma'a "e a0#a M "en!mina"a e-#i/aente en a0#a "e ca!r+metr! E'ta ma0nit#" e' a ma'a "e a0#a -#e para a#mentar #n 0ra"! "e temperat#ra nece'ita e mi'm! ca!r -#e e 'i'tema ca!rim)tric! para e mi'm! fin. 1!r tant!2
∑ m c ∆T ≡ ! c∆T
c
D!n"e c e' e ca!r e'pec+fic! "e a0#a. S#'tit#(en"! en a ec#aci%n 3<42 Q N = mcd ∆T + ! c c∆T
Si 'e t!ma e ca!r e'pec+fic! "e a "i'!#ci%n ac#!'a i0#a a "e a0#a 3c " c *5 H.0:5.B:5 a expre'i%n 34 -#e"a2 Q N = ( m + ! e )c∆T
La ec#aci%n 3@4 permite cac#ar e ca!r "e ne#trai$aci%n "eterminan"! e increment! "e temperat#ra -#e 'e pr!"#ce a me$car en e ca!r+metr! #na "i'!#ci%n "e ,ci"! ( !tra "e &a'e para "ar #na ma'a t!ta m. E increment! "e temperat#ra "e&e t!mar'e "e #na c#r/a "e caentamient! c!m! a "e a fi0#ra* en a -#e 'e repre'enta a temperat#ra frente a tiemp!. La entap+a "e ne#trai$aci%n a expre'i%n p!r m! "e ,ci"! ne#trai$a"! 'e cac#a me"iante a expre'i%n2
9MC : 8;
.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
∆ H N =
QN n
En a -#e n e' a canti"a" "e ,ci"! c!mercia ne#trai$a"! 3m!4 en e ca!r+metr!. 1ara apicar a' ec#aci!ne' 3@4 ( 35;4 e' nece'ari! "eterminar e e-#i/aente en a0#a "e ca!r+metr!* en c!n"ici!ne' ! m,' pareci"a' p!'i&e a a' "e a reacci%n "e ne#trai$aci%n. Equivalente en agua del calorímetro. 1ara "eterminar experimentamente e'ta
ma0nit#" 6a( -#e c!n'e0#ir e e-#ii&ri! t)rmic! entre "!' ma'a' c!n!ci"a' "e a0#a a "i'tinta' temperat#ra'. La ma'a t!ta "e a0#a "e&e 'er i0#a a a ma'a t!ta "e a' "i'!#ci!ne' "e ,ci"! ( &a'e #'a"a' en a reacci%n "e ne#trai$aci%n.
Una p!rci%n "e a0#a* "e ma'a m 'e caienta 6a'ta #na temperat#ra T c E a0#a fr+a* "e ma'a mF* 'e intr!"#ce en e ca!r+metr! ( 'e "ea e-#ii&rar '# temperat#ra c!n a "e a' pare"e' "e DeKar ( !' "em,' c!mp!nente' "e ca!r+metr!* T F Se me$can e a0#a caiente ( e a0#a fr+a* 6a'ta -#e 'e acance a temperat#ra "e e-#ii&ri!* Te-. Si 'e c!n'i"era -#e a capaci"a" ca!r+fica "e a0#a n! /ar+a c!n a temperat#ra 'e tiene2 calorcedid oporelagua caliente : mc c (T c − T e# ) calorabsor vidoporelc alor$metro : ! e c (T e# − T " ) calorrecib idoporelag uafr$a : m " c (T e# − T " )
C!m! e 'i'tema e' a"ia&,tic! ( !' ca!re' ce"i"!' ( reci&i"!' '!n i0#ae'* 'e "e"#ce2 mc (T c − T e# ) = ( ! e + m " )(T e# − T " ) ! e =
mc (T c − T e# ) T e# − T "
− m "
9MC : 8;
.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
Corrección de la variación de Temperatura: La temperat#ra "e 'i'tema "e
ca!r+metr!* /ar+a "#rante e experiment! tant! a c#enta "e ca!r "e pr!ce'!* c!m! a c!n'ec#encia "e intercam&i! "e ca!r c!n e me"i! 3p!r c!n"#cci%n* ra"iaci%n4 ( e caentamient! "#rante a a0itaci%n. 1!r ! tant!* a )T me"i"a "i/er0e "e a /er"a"era )T -#e c!rre'p!n"e a ca!r "e pr!ce'! -#e 'e e't#"ia. La c!rrecci%n "e a' ect#ra' "e temperat#ra 'e reai$a c!n a a(#"a "e m)t!"! 0r,fic! "e Lan0e – Mi'c6ene!* para c!mpen'ar a' p)r"i"a' "e ca!r p!r intercam&i!. 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
INICIO
Determinam!' a capaci"a" ca!r+fica "e ca!r+metr!
1reparam!' '!#ci!ne' "e ,ci"! c!r6+"ric!* 6i"r!xi"! "e '!"i! ( aci"! acetic! 8 ( ;.5 N
1r!ce"em!' a a /a!raci%n "e ca"a #na "e ea'
Determinam!' !' ca!re' "e "i#ci%n
C!!cam!' en e ca!rimetr! 5; m "e a0#a ( en a pipeta m "e 7C 8 N pr!ce"em!' "e a mi'ma f!rma en a -#e 'e "etermin! a capaci"a" ca!r+metr!. Repetim!' e pr!ce"imeirnt! para '!#ci!ne' "e aci"! acetic! ( 6i"r%xi"! "e '!"i!
Determinam!' e ca!r "e ne#trai$aci%n ( "i'!ciaci%n c!n a' mi'ma' '!#ci!ne' ( mi'ma' canti"a"e' c!n c!ncentraci!ne' ;.5 N
FIN 9MC : 8;
< <.
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5.
CALOR DE
MATERIALES Y REACTIVOS
L!' materiae' #tii$a"!' en a pr,ctica "e a&!rat!ri! f#er!n2 •
Va'! DeKar "e ;; m
•
Term%metr! ecman
•
1ipeta' "e 5 m* m ( 1r! pipeta
•
Matrace' af!ra"!'2 "e ; m* "e 8; m* "e ;; m
•
Vi"ri!' re!
•
Matrace' Erenme(er2 "e 5;; m
•
#reta' "e ; m
•
aan$a ana+tica "i0ita
•
1i'eta
REACTIVOS • • •
1r!&eta "e 8;; m A0#a "e'tia"a 7i"r%xi"! "e '!"i!
•
Pci"! c!r6+"ric!
•
Pci"! ac)tic!
•
C!r#r! "e p!ta'i!
6. CALCULOS, GRÁFICOS Y RESULTADOS L! !"#$%&"'(! )*()**!( +$(*"' 9MC : 8;
Q Q.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
-/# NO0 2N -/# .1 N 2-/# 0C#
2N 2-/# .1 N
1/# 0A%
2N
E# %#%$#" 5( #"! "#7/('(! )* # #"*%&8' V2 !( *(#&9* )#&%'5" # +"*/$# C 1% 1 *onde :
=
C 2% 2
% 2 ser) la incognita
* * * Calculo de las masas para las soluciones :
1)
50 mlNaOH ×
×
2)
25 ml HCl ×
×
3)
1000 mlNaOH
100 g NaOH i
1 l HCl 1000 mlHCl
×
×
2e# − g NaOH 1 l NaOH
×
1 mol NaOH 1e# − g NaOH
×
40 g NaOH P 1 mol NaOH
= 4,08 g NaOH
98 g NaOH P
100 g HCl i
10 ml HAc ×
×
1 l NaOH
2e# − g HCl 1 l HCl
×
1 mol HCl 1e# − g HCl
×
36,5 g HCl P
×
60 g HAc P
1 mol HCl
= 4,93 g HCl
37 g HCl P 1 l HAc
1000 mlHAc 100 g HAci 99,8 g HAc P
×
2e# − g HAc 1 l HAc
×
1 mol HAc 1e# − g HAc
1 mol HAc
= 1,20 g HAc
* * * Para 1) ' 2) : % HCl =
% HAc =
m HCl
=
ρ HCl
m HAc ρ HAc
=
4,93 g 1,19 g ml 1, 20 g 1,05 g ml
;
% HCl = 4,14 ml HCl
;
% HCl = 1,14 ml HAc
* * * Calculo de los volumenes para la valoraci&n : C 1% 1 = C 2% 2 % 2 =
Para 1 ( NaOH ) : 9MC : 8;
→
C 1 C 2
⋅ % 1
→
% NaOH =
0,1 2
→
% NaOH = 25 ml
% 2 =
→
%
C 1 C 2
⋅ % 1
= 12 5 ml
C 1 C 2
⋅ % 1
⋅ 500 ml
.
Para 2 ( HCl ) :
% 2 =
→
% HC( =
0,1 2
⋅ 250 ml
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CALOR DE
: G*+&%* ;(/)(*;$* !. ;&(/)" )* ;"5"! #"! %!"! < 5(;(*/&'* #! *(!)(%;&! *&%&"'(! 5( ;(/)(*;$* %"**(=&5!. V02O > 1- /# 02O ∆T
3C4 Tiemp! 3'e04 58* ; 58* 5; 58* 8; 58* ; De'p#)' "e re/entar a amp!a 58*88 ; 58*5< ; 58*88 <; 58*5< Q; 58*5< ; 58*55 @; 58*55 5;; 58*55 55; 58*; 58; 58*; 5; 58*; 5; 58*; 5;
9MC : 8;
@ @.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
???CALORES DE DILUCI@N C#"* 5( D&#$%&8' 5(# 0C# NO0 ∆T
3C4 5*8 5* 5* 5* 5*
Tiemp! 3'e04 ; 5; 8; ; ;
C#"* 5( D&#$%&8' 5(# NO0 0C# ∆T
3C4 5* 5* 5* 5* 5*
Tiemp! 3'e04 ; 5; 8; ; ;
9MC : 8;
5; 5;.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
C#"* 5( D&#$%&8' 5(# 0C# 02O ∆T
3C4 58*QQ 58*88 58* 58*QQ 58*QQ
Tiemp! 3'e04 ; 5; 8; ; ;
C#"* 5( D&#$%&8' 5(# 0A% NO0 ∆T
3C4 5* 5*<5 5*<5 5* 5*<5 5*<5
Tiemp! 3'e04 ; 5; 8; ; ; ;
9MC : 8;
55 55.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
???CALORES DE NEUTRALIZACI@N C#"* 5( N($;*#&9%&8' 5(# 0C# 2N NO0 ,1N
∆T
3C4 Tiemp! 3'e04 5*8 ; 5* 5; 5* 8; 5* ; 5* ; De'p#)' "e re/entar a amp!a 5*88 ; 5*88 <; 5*88 Q; 5*88 ; 5*5< @; 5*5< 5;; 5*88 55; 5*5< 58; 5*5< 5; 5*5< 5; 5*5< 5;
C#"* 5( N($;*#&9%&8' 5(# NO0 2N 0C# ,1N 9MC : 8;
58 58.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
∆T
3C4 Tiemp! 3'e04 5* ; 5* 5; 5* 8; 5* ; 5* ; De'p#)' "e re/entar a amp!a 5*55 ; 5*; <; 5*; Q; 5*; ; 5*; @; 5 5;; 5 55; 5 58; 5 5; 5 5;
C#"* 5( N($;*#&9%&8' 5(# 0C# 2N 02O ,1N
∆T
3C4 58*QQ
Tiemp! 3'e04 ;
9MC : 8;
5 5.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
58*88 5; 58* 8; 58*QQ ; 58*QQ ; De'p#)' "e re/entar a amp!a 58* ; 58* <; 58* Q; 58* ; 58* @; 58*QQ 5;; 5* 55; 58* 58; 58*QQ 5; 58*QQ 5; 58*QQ 5; 58*QQ 5<; 58*QQ 5Q;
C#"* 5( N($;*#&9%&8' 5(# C03COO02N NO0 ,1N ∆T
3C4 Tiemp! 3'e04 5* ; 5*<5 5; 5*<5 8; 5* ; 5*<5 ; 5*<5 ; De'p#)' "e re/entar a amp!a 5 <; 5*55 Q; 5*5Q ; 9MC : 8;
5 5.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
5*88 5*88 5*5Q 5*5Q 5*55 5*55 5*5Q 5*88 5*5Q 5*5Q 5*5Q 5*5Q 5*5Q
@; 5;; 55; 58; 5; 5; 5; 5<; 5Q; 5; 5@; 8;; 85;
: D(;(*/&'* # %)%&55 %#"*+&% : 5(# %#"*/(;*". .mpleando la forn¡mula
K ' =
Q p ∆T
⋅n
*onde : K ': Capacidad Calor$fica -lobal del Calor$metr o n : Nro de moles de KClO3 ∆T : *iferencia
de temperatur as corregidas
Q p : %alor bibliogr)f ico igual a
Calculo de n : Ademas :
n=
m KClO3 ! KClO3
=
1,1515 g
K ' =
→
122,5
∆T = T 2 − T 1 = 12,15 − 12,38
Re empla,ando :
− 4,404 [+cal
→
− 4,404[+cal mol] − 0,23 º C
mol]
n = 0,0094 mol
∆T = −0,23 º C
⋅ 0,0094 mol
K ' = 0,179 [+cal º C]
9MC : 8;
5 5.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
%: C#%$#* (# %#"* 5( 5&#$%&8' )* ;"5"! #"! %!"!. Se ultiliara las siguientes ecuaciones :
∆ H *il = −
Q *il
∧
n
Q *il = K ' ⋅ ∆T *il
* * * Para el acido HCl : 5 mlHCl ×
1l sol 1000 ml sol
×
2e# − g HCl 1 l sol
×
1mol HCl 1e# − gHCl
= 0,01 mol HCl
∆T = T 2 − T 1 = 13.38 − 13,31
Tenemos :
+cal ⇒ Q *il = 0,179 ⋅ 0,07 [º C ] º C ∆ H *il = −
Re emplaando :
∆ H *il = −
;
→
∆T = 0,07 [º C ]
→
Q *il = 0,0125 +cal
→
∆ H *il = −1,253 +cal mol
Q *il n
0,0125 +cal 0,01 mol
* * * Para el acido NaOH : 5 ml NaOH ×
Tenemos :
1 l sol 2e# − g NaOH 1mol NaOH × × = 0,01 mol NaOH 1000 ml sol 1 l sol 1e# − g NaOH
∆T = T 2 − T 1 = 13,38 − 13,33
+cal ⇒ Q *il = 0,179 ⋅ 0,05 [º C ] º C Re empla,ando :
∆ H *il = −
∆ H *il = −
;
→
∆T = 0,05 [º C ]
→
Q *il = 0,00895 +cal
→
∆ H *il = −0,895 +cal mol
Q *il n
0,00895 +cal 0,01 mol
9MC : 8;
5< 5<.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
* * * Para el acido CH 3 COOH : 5 ml CH 3 COOH ×
1 l sol 1000 ml sol
×
2e# − g CH 3 COOH 1 l sol
∆T = T 2 − T 1 = 12,84 − 12,21
Tenemos :
+cal ⇒ Q *il = 0,179 ⋅ 0,65 [º C ] º C ∆ H *il = −
Re empla,ando :
∆ H *il = −
1mol CH 3 COOH
×
1e# − g CH 3 COOH
→
= 0,01 mol CH 3 COOH
∆T = 0,65 [º C ]
;
→
Q *il = 0,116 +cal
→
∆ H *il = −11,635 +cal mol
Q *il n
0,116 +cal 0,01 mol
5: C#%$#* (# %#"* 5( '($;*#&9%&8' !(=7' Q N = K / ∆T − Q*il * * * Para el acido HCl : 5 mlHCl ×
1l sol 1000 ml sol
×
2e# − g HCl 1l sol
×
1mol HCl 1e# − gHCl
= 0,01 mol HCl
∆T N = T 2 − T 1 = 14,22 − 13,39
Tenemos :
∆T = 0,83 [º C ] Q *il = 0,0125 +cal
Q N = K ' ∆T N − Q *il
Re emplaando :
⇒
+cal ⋅ 0,83[º C ] − 0,0125 +cal º C
Q N = 0,179
∆ H N = −
Q N n
=−
0,136 +cal 0,01 mol
;
;
⇒
Q N = 0,136 +cal
∆ H N = −13.607 +cal mol
9MC : 8;
5Q 5Q.
FAC. INGENIERIA – UMSA NEUTRALIZACION
CALOR DE
* * * Para el acido NaOH : 5 ml NaOH ×
1 l sol 2e# − g NaOH 1mol NaOH × × = 0,01 mol NaOH 1000 ml sol 1 l sol 1e# − g NaOH
∆T N = T 2 − T 1 = 14 ,17 − 13,38
Tenemos :
+cal ⇒ Q N = 0179 ⋅ 0.79 [º C ] − 0,0089 +cal º C Q N n
∆T = 0,79 [º C ] Q *il = 0,0089 +cal
;
Q N = 0,1325 +cal
Q N = K ' ∆T N − Q *il
Re empla,ando :
∆ H N = −
→ →
=−
0,1325 +cal 0,01 mol
⇒
;
∆ H N = −13,251 +cal mol
(: 0%(* #" /&!/" )* (# %&5" %;&%" < (' !( (!;( *(!$#;5", 5(;(*/&'* (# %#"* 5( 5&!"%&%&8'. * * * Para el acido CH 3 COOH : 5 ml CH 3 COOH ×
1 l sol 1000 ml sol
×
2e# − g CH 3 COOH 1 l sol
∆T N = T 2 − T 1 = 14,23 − 13,61
Tenemos :
Re empla,ando :
Q N n
=−
1mol CH 3 COOH 1e# − g CH 3 COOH
→ →
= 0,01 mol CH 3 COOH
∆T N = 0,62 [º C ] Q *il = 0,116 +cal
Q N = K ' ∆T N − Q *il
+cal 0,62[º C ] 0,116 +cal ; ⇒ Q N = 0,179 ⋅ − º C ∆ H N = −
×
0,0050 +cal 0,01 mol
;
9MC : 8;
Q N = 0,0050 +cal
→
∆ H N = −0,502 +cal mol
5 5.
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CALOR DE
+: C"/" 5()('5( # (';#)& 5( '($;*#&9%&8' %"' # %"'%(';*%&8'. A m,' c!ncentraci%n exi'te ma(!r /ariaci%n "e temperat#ra ( a ma(!r temperat#ra exi'te ma(!r ca!r "e ne#trai$aci%n* p!r ! tant! e ca!r e' "irectamente pr!p!rci!na a a c!ncentraci%n ( a entap+a tam&i)n p!r-#e )'ta 'e enc#entra en f#nci%n a ca!r "e ne#trai$aci%n. =: C#%$#* (# %#"* 5( +"*/%&8' 5(# OH − . Cac#am!' apican"! a e( "e 7e''2 ∆7R ∆7pr!"#ct!' : ∆7reacti/!' ∆7R ∆7a0#a – 3∆77 ∆7O7:4 ∆77
;
Reempa$an"! en a f!rm#a c!n !' "at!' c!n!ci"!'. ∆7O7: ∆7a0#a : ∆7R ∆7O7:
:<.8 5.Q
0O0 > -4.62 %# H /"#
: C#%$#* #"! (**"*(! *(#;&"! 5( #! (';#)&! ()(*&/(';#(! *(!)(%;" #"! #"*(! &#&"=*+&%"!. E /a!r te%ric! para c#a-#ier reacci%n "e ne#trai$aci%n e' "e :5*Q;; cam!. ε =
K teorico − K exp erimental K teorico
×
100%
* * * Para el HCl : ε =
13,7 − 13,607 13,7
×
100%
;
ε =
0.67%
;
ε =
3,28%
;
ε =
96,33%
* * * Para el NaOH : ε =
13,7 − 13,251 13,7
×
100%
* * * Para el CH 3COOH : ε =
13,7 − 0,502 13,7
×
100%
9MC : 8;
5@ 5@.
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CALOR DE
&: E)#&%* 5(;##5/(';( %"' (K(/)#" $( (! &'5&%5"* < $( (! $' &';(*#" 5(# &'5&%5"*. In"ica"!r* en -#+mica* '#'tancia nat#ra ! 'int)tica -#e cam&ia "e c!!r en re'p#e'ta a a nat#rae$a "e '# me"i! -#+mic!. L!' in"ica"!re' 'e #tii$an para !&tener inf!rmaci%n '!&re e 0ra"! "e aci"e$ ! p7 "e #na '#'tancia* ! '!&re e e'ta"! "e #na reacci%n -#+mica en #na "i'!#ci%n -#e 'e e't, /a!ran"! ! anai$an"!. Un! "e !' in"ica"!re' m,' anti0#!' e' e t!rna'!* #n tinte /e0eta -#e a"-#iere c!!r r!! en a' "i'!#ci!ne' ,ci"a' ( a$# en a' &,'ica'. Otr!' in"ica"!re' '!n a ai$arina* e r!! "e meti! ( a fen!ftae+naJ ca"a #n! "e e!' e' ti en #n inter/a! partic#ar "e aci"e$ ! para #n ciert! tip! "e reacci%n -#+mica.
K: I'5&%* $( (! $' !"#$%&8' ;/)8'. Una '!#ci%n Tamp%n* ama"a tam&i)n Re0#a"!ra ! #ffer e' a-#ea '!#ci%n -#e 'e !p!ne a !' cam&i!' &r#'c!' "e 17* e' "ecir* re0#a a '!#ci%n a #n "etermina"! 17.
. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se p#e"e "ecir -#e 'e 6an !0ra"! !' !&eti/!' tra$a"!' a #n principi! "e e'ta pr,ctica "e a&!rat!ri!* (a -#e2 En c#ant! a !' re'#ta"!' !&teni"!' 'e p#e"e c!mentar -#e 'e acercan a !' /a!re' &i&i!0r,fic!'* tam&i)n -#e e /a!r !&teni"! para e aci"! ac)tic! n! e' e e'pera"! ta/e$ p!r #na faa "#rante en pr!ce'! "e a practica "e a&!rat!ri!. L!' err!re' !&teni"!' n!' a(#"an /erificar ! anteri!rmente "ic6!* e'peciamente e tercer re'#ta"!* en a ne#trai$aci%n "e ,ci"! ac)tic!* 'e !&tiene #n err!r &a'tante 0ran"e* !' p!'i&e' err!re' 'e "e&ier!n a #na maa ect#ra ( err!r "e paraae a reai$ar a ect#ra c!n e term%metr!. En e'te experiment! a capaci"a" ca!r+fica "e ca!r+metr! "i! c!m! re'#ta"! ;*5Q@ ca>C a0! '#peri!r a /a!r !&teni"! en e experiment! "e ca!r "e 6i"rataci%n. 9MC : 8;
8; 8;.
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CALOR DE
. BIBLIOGRAFA La' &i&i!0raf+a' c!n'#ta"a' f#er!n2 •
F+'ic! 9#+mica. Atin'
•
F+'ic! 9#+mica. Ca'te,n
•
G#+a "e La&!rat!ri! "e Fi'ic!-#+mica. In0. A/en"a?!
L!' 'iti!' e& c!n'#ta"!' f#er!n2
KKK.0!!0e.c!m.&!
9MC : 8;
85 85.
