CALOR DIFERENCIAL DE SOLUCIÓN

CALOR DIFERENCIAL DE SOLUCIÓN

Resumen— Mediante este experimento se logró determinar la solubilidad del ácido oxálico a diferentes temperaturas y se calculó el calor diferencial de la solución saturada obteniendo como resultado -788,4 J/mol.

Palabras claves- Solución saturada, molalidad, molaridad, calor diferencial.

1. INTRODUCCIÓN

Cuando un compuesto se disuelve en un solvente, se presenta un cambio en la entalpia resultante del sistema, a esto lo conocemos como; calor de solución, donde el calor absorbido o liberado refleja la energía necesaria para romper las fueras de cohesión del sólido y la energía generada por la interacción de las moléculas de solvente.

Una forma de expresar el cambio de entalpia por mol de material disuelto es a través del calor diferencial de solución, esta referencia surge de la dependencia del calor de la solución de la cantidad de solvente utilizado para disolver el soluto1.

 Ahora bien, el calor de diferencial de solución se entiende como; el calor de solución de una mol de soluto en una cantidad muy grande de solución, a esto también se le puede referenciar como un equilibrio de una solución saturada en contacto con un exceso de soluto, en este equilibrio las moléculas viajan del solido a la solución con la misma velocidad a la que moléculas en la solución pasan al sólido.  Cabe resaltar que el calor de solución depende de la concentración de solución y la cantidad de solvente.

Por otro lado el calor diferencial de solución es una propiedad intensiva ya que depende de T, P y la composición de los solventes, podemos anunciar una definición más exacta que es la siguiente “Si dn de moles de un sólido puro i, con una entalpia molar parcial Hi, el calor absorbido será dq=dH=(Hi-Hi°), donde dn es el sistema que contiene solido en solución”2.

Respecto a lo anteriormente mencionado tenemos que el calor diferencia de solución se define como:

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                                                                                     Ec 1.

 Y se determina conociendo la solubilidad de una sustancia a diferentes temperaturas.

1. CONTENIDO

1. Procedimiento

Inicialmente se añadió 1 mL de agua en tres tubos de ensayo. El tubo uno se introdujo en el refrigerador para que este llegará a una temperatura cercana a los 9°C, el tubo dos se encontraba a una temperatura ambiente de 22°C y por último el tercer tubo se introdujo en baño maría para que así el agua alcanzara una temperatura de 34°C.

En segunda instancia se registró el valor de la masa del agua de cada uno de los tubos, seguidamente se agregó al tubo 1 una cantidad mínima de ácido oxálico para formar una solución saturada , después se le añadió fenolftaleína el cual servía como activador y posteriormente se pasó a titular con NaOH en una concentración de 0.05M, luego se registró el volumen consumido de NaOH necesaria para que la solución saturada que se encontraba el tubo 1 sufriera un cambio de color , como se puede observar en la Figura 1.  Y de igual forma este mismo procedimiento se llevó a cabo con el tubo 2 y 3.

[pic 2]

Figura 1. Observación del cambio de color de la solución saturada.

1. Resultados y Discusión

Tabla 1. Datos obtenidos de las muestras de agua.

Teniendo en cuenta el peso molecular del agua (18g), se calcularon las moles de esta para cada una de las muestras y sus respectivos pesos.

Tabla 2. Datos obtenidos del ácido oxálico.

El ácido oxálico es un sólido cristalino, incoloro e inodoro. Sublima a 150°C. Densidad = 1,653 g/cm3. Parcialmente soluble en agua, etanol y otros disolventes. Su solubilidad en agua depende de la temperatura:

Tabla 3. Solubilidad del ácido oxálico dependiendo de la temperatura3.

Tabla 4. Datos obtenidos del hidróxido de sodio.

Las moles de hidróxido de sodio se hallaron multiplicando por 2 las moles de ácido oxálico, esto debido a que 1 mol de H2C2O4 reaccionan con 2 moles de NaOH para formar oxalato de sodio, de la siguiente manera:

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