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Informe Calor de Reaccion de
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CALOR DE REACCION DE NEUTRALIZACION
Sebastián Sandoval,
[email protected] [email protected],, José Duvan Burgos,
[email protected] Universidad Universidad del Valle, Facultad de Ciencias, Cali, Septiembre 17 de 2011
RESUMEN
El primer objetivo de la practica es determinar la capacidad calorífica de un calorímetr para ello se toman 25 mL de NaOH 1.0 M en un vaso de 50 mL y en el calorímetro s vierten 25 mL de HCl 1.0 M, se toma la temperatura de cada uno por 5 minutos. Cuand se llega a los 5 minutos se vierte el NaOH en el calorímetro junto con el HCl y se empie a toma tomarr la temper temperatu atura ra cada cada 10 segun segundos dos comen comenza zando ndo desd desde e los 5 minuto minutos s segund segundos, os, hast hasta a llega llegarr hasta hasta 10 minuto minutos. s. Pasa Pasado do este este tiemp tiempo o se regist registra ra el pH segundo objetivo objetivo de la practica es determinar el calor de una reacción, reacción, esta realiza con mismo procedimiento descrito anteriormente pero se hará con las siguientes solucione a) 25.0 mL de H 2SO4 y 25.0 mL de NaOH, b) 25.0 mL de H2SO4 y 50.0 mL de NaOH, c) 25.0 mL de H 2SO4 y 75.0 mL de NaOH, d) 25.0 mL de agua destilada y 25.0 mL de NaOH y d) 25.0 mL de de AcOH y 25.0 mL de de NaOH, NaOH, (todas las soluciones soluciones de H 2SO4 y NaOH tiene una concentración concentración de 1.00 M).
Palabras claves: capacidad calorífica, acido, base, entalpia.
INTRODUCCION La inme inmens nsa a mayo mayorí ría a de los los proc proces esos os químicos químicos transc transcurre urre con un interca intercambio mbio de energía entre el sistema que reacciona y el medio. En gran parte de los los caso casos s la ener energí gía a se inte interc rcam ambi bia a únicamente en forma de calor y recibe el nombre de termoquímica la rama de la
Dado que la mayor parte de reac reacci cion ones es quím químic icas as se rea realiza lizan n reci recipi pien ente tes s abiert iertos os y a la pre constante de una atmósfera, el calor d rea reacción ión más usado es elcalo Sign up to vote onconstante this title reacción a presión Q p. Pue Useful demos em ostr tra arse rse q ueNotsiuseful el siste istem ma reac reacci cion ona a es cerr cerra ado (es (es deci decir, r, inter interca cambi mbia a mater materia ia con con el exter exterior ior
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del sistema, es fácil ver que el calor que inter intervie viene ne en un deter determin minad ado o proce proceso so químico será el mismo tanto si la reacc reacción ión se realiz realiza a en una una sola sola etapa etapa como si lo hace en varias (Ley de Hess) . (6) Las funciones de estado termodinámicas asociadas a un determ determina inado do proces proceso o quím químico ico suele suelen n conocerse por el tipo de reacción; así se habla de entalpías o de energías libres de neutralización, combustión, disolu disolució ción, n, etc. etc. Las Las varia variacio ciones nes de las las func uncion iones termo rmodiná inámica icas de las las reacc reaccion iones es quími química cas s depend dependen en de las las cond condici icion ones es de temper temperatu atura ra,, presió presión n y esta estado do (gas (gas,, líqu líquid ido o ó sóli sólido do)) de los los reactivos y productos.
OBJETIVOS Objetivo general •
Apr Apren ende derr la impo import rtan anci cia a de la entalpia en los procesos isotérmicos.
Objetivos específicos •
•
Determinar la capacidad capacidad calorífica de un calorímetro. Dete Determ rmin inar ar la enta entalp lpia ia de una una reacción de neutralización.
laboratorio 7
Informe Calor de Reaccion de
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Para 25 mL HCl 1.00 M y 25 mL NaO 1.0 M
Tiempo Temperatura (segundos) HCl 0 99 196 240
26 25.4 25.5 25.4
Tiempo Temperatura (segundos) NaOH 50
26
138
26
210
26
255
26
Tiempo temperatura (segundos) mezcla 10 29 20 29 30 29.3 40 29.1 50 29.4 60 29.3 70 29.4 80 29.4 90 29.3 100 29.3 10to vote on this2title 9.3 Sign 1 up 120 Not useful 29.4 Useful 130 29.3 140 29.3
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160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260
Tiempo Temperatura (Segundos) del H2SO4 25.6 25.3 25.8 25.2 25.2
Tiempo Temperatura (Segundos) del NaOH 60 120 180 240 300
26 26.6 26 25.9 25.9
Tiempo Temperatura (Segundos) de mezcla 10 20 30 40
28 29.3 30.2 30.2
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Para 25 mL H2S04 1.00 M y 25 mL NaOH 1.00 M
60 120 180 240 300
Informe Calor de Reaccion de
30.9 30.9 30.9 30.8 30.7 30.8 30.5 30.6 30.2 30.2 30.2
pH=0 Para 25 mL H2S04 1.00 M y 50 NaOH 1.0 M
Temperatura
Tiempo (segundos) H2S04 0
25.7
10
25.4
68
25.3
135
25.2
210
25.1
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Tiempo Temperatura (segundos) NaOH 0 38 Useful 105 160
25.9 25.9 Not useful 25.8 25.8
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34.4 34.4 34.3 34.3 34 34.2 34.2 34.1 34.1 34.1 34 34 34 33.9 33.9 33.9 33.8 33.7 33.7 33.7 33.6 33.6
Tiempo Temperatura (Segundos) de mezcla
Tiempo Temperatura (Segundos) del H2SO4
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10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 You're Reading a Preview 180 190 Unlock full access with a free trial.200 210 Download With Free Trial 220 pH= 8 230 240 Para 25 mL H2S04 1.00 M y 75 mL 250 NaOH 1.0 M
60 120
25.3 25.7
pH=14
Useful
33.3 33.3 33.3 33.3 33.3 33.3 33.2 33.3 33.2 33.3 32.9 32.9 32.8 32 32.9 32.8 32.6 32.5 32.8 32.8 32.8 32.7 32.7 33.7 33.7
Not useful
Para 25 mL H20 y 25 mL NaOH 1.0 M
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Tiempo Temperatura (Segundos) Mezcla 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
26.5 26.3 26.3 26.3 26.3 26.2 26.2 26.2 26.2 26.2 26.2 26.1 26.1 26.1 26.2 26.2 26.2 26.1 26 26 26 26.1 26.1 26.1
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Informe Calor de Reaccion de
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60 120 180 240 300
27 25.9 26 25.9 26.2
Tiempo Temperatura (segundos) NaOH 60 120
26.3 26.1
180 240 300
26.2 26.1 26.1
Tiempo Temperatura (Segundos) Mezcla 10 26.7 20 27.3 28 You're Reading a Preview 30 40 28.5 Unlock full access with a free trial. 50 29 60 29.2 Download With Free Trial 70 29.3 80 29.3 90 29.2 100 29.1 110 28.9 Sign120 up to vote on this28.8 title 130 Not useful 29.9 Useful 140 29 150 29
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pH=14
CAPACIDAD CALORIFICA DETERMINACION DEL ∆T Para determinar el cambio de T de las reacciones, primero fue necesario
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Informe Calor de Reaccion de
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realizar la graficas de cada una de l reacciones con ayuda de la herramien Excel ya realizadas las graficas, insertaron líneas de tendencias en grafico las cuales arrojan las ecuacion de las rectas que permiten determinar l valores de t1 (promedio de ecuaciones de HCl y NaOH) y t2 (val de la ecuación arrojada de la mezcla) así hallar ∆T de las reacciones
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Informe Calor de Reaccion de
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La tabla 1 resume los valores de t1, t2, ∆T, y tipo de procesos que presentan cada una d las reacciones. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
REACCION
T1
T2
∆T
PROCESO
NAOH Y HCL 25ml.25 ml NAOH Y H2SO4 25ml.25ml NAOH Y H2SO4 50ml,25ml NAOH Y H2SO4 75ml,25ml NAOH Y AGUA DESTILADA
25.65
29.238
3.6
Exotérmico
25.59
30.96
5.37
Exotermico
25.34
33.76
8.42
Exotermico
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25.87
32.83
6.96
Exotermico
26.24
26.035
0.20
Endotérmic o
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Con ayuda de la ecuación 1 se procedió al cálculo: - Qr=Cc x T2-T1 + C sln x Msln X T2-T1 (ecuacion 1)
laboratorio 7
Informe Calor de Reaccion de
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Cc= 1430-797.052/3.81 Cc=1.67 *102J/k
Q=calor de reacción
CAPACIDAD CALORIFICA DEL CALORIMETRO UTILIZADO PARA LA REACCION B) 25 mL H2S04 M y 50 mL NaOH 1.0 M
Cc=capacidad calorífica del calorímetro a
25 mL de HCl y 25 mL de NaOH
En donde
presión constante
Csln= calor especifico de la solución msln= masa de solución
∆T = 3.6K -qt= ∆H =-1430 J n HCl= 0.025 mol m sln= 50 g
Para averiguar la capacidad calorífica del Reemplazando estos valores en la calorímetro, se utilizo una reacción de ecuación 1.1. delta de H conocida, este valor, así calculado, se utilizo para calcular el valor - (1430) =Cc x 3.6k + 4.184 J/g K X 50 de delta de H de otras reacciones X 3.6K realizadas con el mismo calorímetro.(1) You're Reading a Preview
CALCULOS
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Cc y se obtiene que:
Cc= 1430-753.12/3.6 CAPACIDAD CALORIFICA DEL Download With Free Trial 2J/k Cc=1.89*10 CALORIMETRO UTILIZADO PARA LAS REACCIONES A) 25 mL H2S04 1.00 M y 25 mL NaOH 1.0 M CAPACIDAD CALORIFICA DEL y C) 25 mL H2S04 1.00 M y 75 mL CALORIMETRO UTILIZADO PARA NaOH 1.0 M LASSign REACCIONES up to vote on thisD) title25 mL H20 25 mL de HCl y 25 mL de NaOH y 25mL NaOH y E) 25 mL Useful NotM useful 1.0 AcOH y 25NaOH 1.00 M y 25 mL ∆T = 3.81 K NaOH 1.0 M
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Informe Ley de Raoult de Emily
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- (1430) =Cc x 3k + 4.184 J/g K X 50 g X 3K Despejamos Cc y se obtiene que: Cc= 1430-627.6/3 Cc=2.67*102J/k Ya con los valores de Cc correspondientes a cada calorímetro se procedió a calcular el calor de reacción para cada una de las reacciones
CALOR DE REACCION PARA A) 25 mL H2S04 1.00 M y 25 mL NaOH 1.0M
laboratorio 7
Informe Calor de Reaccion de
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-q= 4233.6J* 1KJ/1000J -q= 4.23KJ/25 moles -q= 0.17 KJ/moles
CALOR DE REACCION PARA C) 2 mL H2S04 1.00 M y 75 mL NaOH 1 M ∆T = 6.96K Cc =167J/K n moles= 25mol m sln= 100 g Reemplazando estos valores en la ecuación 1.1
-q= 167J/K x 6.96K + 4.184 J/g K X 100 ∆T = 5.37K X 6.96K Cc =167 J/K -q= 1162.32+2912.06 n moles= 50 moles -q= 4074.38J* 1KJ/1000J m sln= 50 g -q= 4.07KJ/25 moles You're Reading a-q= Preview 0.163 KJ/moles Reemplazando estos valores en la Unlock full access with a free trial. ecuación 1.1 CALOR DE REACCION PARA D) 2
mL H20 y 25 mL NaOH 1.0 M
-q= 167J/K x 5.37K + 4.184 J/g KDownload X 50 g With Free Trial X 5.37K ∆T = -0.205K -q= 896.8 + 1123.40 Cc =267J/K -q= 2020,20 J* 1KJ/1000J n moles= 50mol -q= 2.02KJ/50 moles m sln= 50 g -q= 0.04 KJ/moles Sign up to vote on this title en la Reemplazando estos valores CALOR DE REACCION PARA B) 25 Useful ecuación 1.1 Not useful
mL H2S04 1.00 M y 50 mL NaOH 1.0 M
-q= 267J/K x -0.205K + 4.184 J/g K X
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n moles= 50mol m sln= 50 g Reemplazando estos valores en la ecuación 1.1 -q= 267J/K x 3.63K + 4.184 J/g K X 50 g X 3.63K -q= 969.21+759.40 -q= 1728.61J* 1KJ/1000J -q= 1.73KJ/50 moles -q= 0.034KJ/moles
laboratorio 7
Informe Calor de Reaccion de
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elevar un grado Celsius temperatura de un gramo de sustancia) y la capacidad calorífi (que es la cantidad de calor que s necesita para elevar un grado Celsiu la temperatura de una determin cantidad de la sustancia ). (2)
Sabiendo entonces que el calorímetr un instrumento que nos permite determin el cambio de temperatura que sufre sistema cuando se realiza DISCUSIÓN transferencia de calor de un cuerpo mayor temperatura a un cuerpo de men Todas las reacciones químicas están temperatura , tiene razón de ser el calcul acompañadas ya sea por una la capacidad calorífica de cada calorímet absorción o una liberación de energía en esta practica ya que nos indica manifestada en forma de calor cantidad de calor que este recibe de (elergonomista )” el cambio de reacción que ocurre dentro de el y dich temperatura que experimenta cada You're Reading a Preview valor varia de acuerdo al calorímetro que s una de las reacciones nos indican full access withutlizo. a free trial. que ha ocurrido un cambio deUnlock energía o lo que comúnmente llamamos UnaTrial reacción de neutralización entalpia y es esto lo que nosDownload indica With Free una reacción entre un acido y que cuando se libera calor la reacción base, generalmente, en es exotérmica o cuando se absorbe reacciones acuosas acido-base calor la reacción es endotérmica .(3) forman agua y una sal que es compuesto ionico formado por En una reacción exotérmica a presión Sign up to votedel on this catión distinto H+title y un anion d constante, la variación de entalpía del Useful Not useful OH- u O2-.(2) sistema es igual a la energía liberada en la En el experiemento se observo qu reacción, incluyendo la energía conservada para la gran mayoría de los caso
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H2SO4+ NaOH ----------- NaSO4 + H2O
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puede concluir al mirar los result obtenidos para la reacción A) (25 ml d AcOH + NaOH----------------NaOH +AcO H2SO4 y 25 mL de NaOH) en donde s obtuvo un PH de 0 (acido) lo que indica qu para el caso del agua cuando se mezcló el H2S04 por tener 2H tiene ma con el NaOH se obtuvo una reacción presencia en la reaccion .B) (25 ml endotérmica (que absorbe calor) H2SO4 y 50 mL de NaOH) en donde s obtuvo un PH de 8 lo que indica que H2O+ NaOH ------------- NaO +H20 cantidad de NaOH duplico la cantidad d Aunque teóricamente seria una reacción H2S04 y permitio una reacción exotérmica ya que ay un rompimiento de neutra .C) (25 ml de H2SO4 y 75 mL d enlaces , se pueden haber obtenido estos NaOH) en donde se obtuvo un PH resultados debido a alteraciones 14( basico) la cantidad de NaOH triplico generadas por errores tales como: cantidad de H2SO4 y permitio neutralizacion de los 2H y qued Debido a que el termómetro no presencia de OH- que favorece un med alcanzaba a tocar la mezcla en el básico .D) (25 ml de H2SO y 25 mL d calorímetro fue necesario NaOH) en donde se obtuvo un PH destaparlo y mirar la temperatura lo basico) es generado por You're Reading a14( Preview que podria haber dado datos equilibrio que el agua genera erróneos . Unlock full access with a free trial. aportar un H+ al aportarlo igual quedar remanente un OH- lo En la medición de las temperaturas Download With Free Trial favorece el emdio básico E) (25 ml d de cada reacción se sacaba el AcOH y 25 mL de NaOH) en donde termómetro dejando este a la obtuvo un PH de 14( basico) la cantidad d disposición del ambiento lo que OH- aportado por NaOH sobrepaso puedo generar un cambio en la cantidad de H+ de AcOH que es un aci entalpia. Sign up to vote on this title débil si lo comparamos con el NaOH qu Useful Not useful Comúnmente cuando en una es una base fuerte por tanto va a prevalec reacción de neutralización se inicia el medio basico . •
•
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tiempo no permitieron llevar todas las 4.¿Tiene que ver el tipo de a indicaciones y cuidados que esta practica utilizado con el calor molar requería, lo que se puede decir sobre esto neutralizacion? es que según los resultados de los datos El tipo de acido no influye de ma recolectados de calor de reacción para importante en el calor molar cada una de los experimentos hechos se neutralización de lo que depende dic puede concluir que la reacción que mas calor principalmente es de la concentració energía cedió al medio fue la de B) 25 mL de la base y el acido como también de la H2S04 1.00 M y 50 mL NaOH 1.0 M cantidades utilzadas.(2) PH de 8 (básica casi neutra ), lo que permite concluir que para que una reacción 5 Explique en que forma afectan el val de neutralización ocurra completamente es de ∆H, los siguientes erro decir que no queden acidos o bases experimentales: remanentes al finalizar la reacción, se necesita mayor energía que en cualquier a) Cuando se transfiere el termómet otra reacción de este tipo y mas aun sin lavar, de la solución del acido a cuando en dicha neutralización se usan base acidos y bases fuertes en distintas cantidades, You're Reading aCuando Previewse transfiere el termómetro, sin Unlock full access withlavar, a free de trial.la solución del acido a la base se PREGUNTAS ve afectado el valor de ΔH ya que la base posee un ΔH diferente al ΔH d Download With Free Trial 1. Elabore las graficas de temperatura la base lo que genera datos de ΔH como función del tiempo para cada uno erróneas.
de
los
procesos
estudiado
En los resultados específicamente en la parte de determinación del ∆T ya están realizadas
2. Elabore una tabla con los resultados
b) el recipiente del calorímetro estab húmedo cuando Sign up to votese on transfirió this title el acido
Useful
Not useful
cuando el recipiente del calorímetro esta húmedo el ΔH se ve disminuido ya qu la humedad del vaso dismuye el
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una base es una reacción
d) La solución reaccionante no fue agitada antes de tomar las lecturas de temperaturas la agitación permite la homogenización de la solución por tanto si no se agita los valores de temperatura puede diferir a medida que se introduce a fondo el temometro, es decir encima tendra una temperatura y en el fondo otra dando de esta manera datos impreciso del valor de temperatura y por tan de ΔH
CONCLUSIONES •
1.
El calor de neutralización
exotérmica.
Bibliografía 1. Guía de laboratorio. Prácticas laboratorio de química, universidad valle facultad de ciencias departam de química.2011 2. CHANG, R. Química. 7 ed. Mé McGraw Hill editors, 2002. 999p.
3. Wikipedia (2000) Reacción química Septiembre 2011 disponible http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci %C3%B3n_qu%C3%ADmica 4. Microsoft, Encarta 2009,1993-2008, Microsoft Corporation
de un sistema ácido débil-base ATKINS, P. Principios de Quimica. fuerte depende de la You're Reading a5.Preview
Porto Alegre: Bookman, 2001.525naturaleza del ácido y de la full access with4ed. Unlock a free trial. 529 pp.
base así como de la temperatura y de la
Download With Free Trial G. Fisico química 2 ed. 6. CASTELLAN,
concentración. •
2.
La reacción de
Mexico, Adisson Wesley Longman, 1998. 1045pp.
neutralización de un ácido con Sign up to vote on this title
Useful
Not useful
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