CALOR DE NEUTRALIZACIÓN . DETERMINACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS SOLUCIONES A UTILIZAR

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA “JOSÉ SIMEÓN CAÑAS” TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO

CALOR DE NEUTRALIZACIÓN

 Catedrático: Ing. Luis Rivas

Instructora: Michelle Favre

Pareja de laboratorio

Velásquez Machado, José Carlos

E-mail: 00006213@uca.edu.sv

Prieto Lima, Rocio Marisela

E-mail: 00023811@uca.edu.sv

Fecha de entrega

12 de mayo

RESUMEN: Se determinó el calor de neutralización de la reacción de hidróxido de sodio con ácido clorhídrico, para ello se determinó las concentraciones de ambos por medio de titulaciones, y los cambios de temperatura como producto de la reacción, fueron obtenidos por un calorímetro. El calor de neutralización obtenido a partir de datos experimentales se comparó con valores de tablas termodinámicas.

1 INTRODUCCIÓN TEÓRICA

Los procesos en la ingeniería química vienen dados por intercambios energéticos, que por lo general son con absorciones o desprendimientos de calor. De esta manera se distinguen dos grandes tipos de procesos. Los exotérmicos, en los cuales se libera energía y, sus antónimos, los endotérmicos, donde se absorbe energía del medio para que el proceso pueda darse a cabo [1].

En una reacción, cuando las especies (valga la redundancia), reaccionan, se da también un intercambio energético entre el sistema (reactor) y los alrededores, debido a las diferencias en el contenido energético entre los reactivos y los productos. Así, la reacción es endotérmica si el valor energético de los productos es mayor al de los reactivos; por eso, para que eso pueda darse, los reactivos absorben energía para poder aumentar su nivel de energía. Por el lado contrario, si la reacción es exotérmica, el valor de energía de los productos es menor que el de los reactivos; por eso, los reactivos liberan energía para poder disminuir su contenido energético [2].

Gracias al arduo trabajo experimental de muchas personas, es posible predecir la cantidad de energía absorbida o liberada en una reacción química, gracias a las entalpías estándar de formación [3]. Se tiene pues, para el caso especial de una reacción entre un ácido y una base, una reacción de neutralización, su entalpía de reacción se llama entalpía de neutralización. Esta cantidad se define como el cambio de entalpía cuando un mol de ácido y un mol de base en solución acuosa reaccionan para neutralizarse, formando una sal y agua. Si se da a 25°C y a presión atmosférica, entonces se tiene que la cantidad es la entalpía estándar de neutralización [1]

Cuando un ácido fuerte y una base fuerte se neutralizan, el calor de reacción es el mismo independientemente de la naturaleza que tengan el ácido y la base. Por el otro lado, cuando se neutralizan ácidos débiles y bases débiles, la cantidad de calor liberado es ligeramente menor debido al proceso inherente de disociación, donde parte del calor liberado es absorbido para que ese proceso pueda llevarse a cabo.

2 METODOLOGÍA

2.1 DETERMINACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS SOLUCIONES A UTILIZAR.

Se realizó una titulación con bitalato de potasio a 0.1 M para determinar la concentración de hidróxido de sodio. Para ello se tomaron alícuotas de 10 mL de biftalato de potasio, a esta solución se le agrego agua destilada y unas gotas de fenolftaleína. En una bureta se colocó el hidróxido de sodio, el cual se le fue agregando a la solución anterior hasta que se obtuvo un cambio de color rosado tenue en la solución.  Se realizaron 3 titulaciones y se obtuvieron los siguientes resultados.

Tabla 1. Volúmenes de NaOH.

Se repitió el procedimiento anterior para determinar la concentración de ácido clorhídrico. Se obtuvo el siguiente cuadro con los volúmenes de NaOH que neutralizaron el ácido para cada titulación.

Tabla 2. Volúmenes de NaOH para neutralizar HCl.

2.2 MEDIDA DEL EFECTO TÉRMICO PROVOCADO POR LA NEUTRALIZACIÓN DEL ÁCIDO AÑADIDO.

En el calorímetro vacío se colocó un volumen de Hidróxido de Sodio de 50 mL, el cual se mantuvo constante para cada variación de volumen de HCl. Se realizaron 6 variaciones de volumen de HCl, en donde se fue midiendo con un termómetro, la máxima temperatura obtenida tras la adición del ácido al volumen de hidróxido de sodio. También se midió una temperatura To la cual corresponde a la temperatura de la disolución dentro del calorímetro antes de la reacción. La siguiente tabla muestra los datos que se obtuvieron en la práctica:

Tabla 3. Volúmenes de ácido y base y las temperaturas obtenidas antes y después de la reacción.

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3 CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para averiguar la concentración del hidróxido de sodio, se utilizó el biftalato de potasio a 0.1 M. Se resumen los resultados en la siguiente tabla.

Tabla 4. Titulación de NaOH con biftalato de potasio al 0.1 molar.

Esos resultados se obtuvieron de la siguiente manera. La molaridad:

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