CALORIMETRIA A PRESION CONSTANTE Y LEY DE HESS

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Facultad de Ingeniería Civil

Departamento de Ingeniería ambiental y sanitaria

CALORIMETRIA A PRESION CONSTANTE Y LEY DE HESS

Andrés Esteban Jativa Rodriguez

E-mail: andresej@unicauca.edu.co

Laura Vanesa Bedoya Muentes

E-mail: laurabed@unicauca.edu.co

Santiago Camilo Vallejo Benavides

E-mail: santiagovb@unicauca.edu.co

RESUMEN

Las reacciones exotérmicas y endotérmicas se fundamentan principalmente en la liberación y absorción de energía en forma de calor, en cambio la ley de Hess se basa en que el calor de reacción solo depende de los reactivos y los productos y Para determinar la clase de reacciones que existen se realizaron las siguientes pruebas. Capacidad calorífica de un calorímetro en donde se obtuvo como resultado un promedio de  . , también se determinó el calor de fusión y neutralización dando como resultado  y  respectivamente, y para la Determinación del calor de una disolución de una sustancia pura se calculó un promedio de .[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Estos cálculos se pudieron presentar mediante la obtención de datos y fórmulas presentadas en clases.

Para la ley de Hess se efectuaron pruebas como la Determinación del calor de dilución del sulfato de cobre anhidro y Determinación del calor del sulfato de cobre pentahidratado encontrando como resultados  ,  y un ∆HT es de -6970.89 cal/mol, estos datos se pudieron calcular por medio de fórmulas y conceptos aprendidos en clase. Con los anteriores experimentos se pudo comprobar y calcular el tipo de reacciones que existen, la energía que liberan o absorben y la entalpia de las reacciones.[pic 6][pic 7]

PALABRAS CLAVES: reacciones, energía, exotérmicas, endotérmicas, entalpia, capacidad calorífica

1. INTRODUCCIÓN.

Cuando hablamos de reacciones químicas o cambio químico nos estamos refiriendo a todo proceso termodinámico en el cual dos o más especies químicas se transforman cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos (Definición de entalpía de reacción. Reacciones endo y exotérmicas. | Quimitube, s. f.). Estos cambios se pueden analizar por varios sistemas uno de estos son los calorímetros, los cuales se encargan de determinar el calor en una reacción.    

Aunque una reacción química se lleve a cabo la diferencia entre las energías químicas de los productos y los reactivos, se refleja en la liberación o absorción. A las cuales se les conocen como exotérmicas cuando existe descarga de calor y endotérmicas cuando se   presenta   absorción de calor.(De et al., 2010)

Y a la hora de hablar de entalpia nos referimos al flujo de energía térmica en procesos químicos efectuados a presión constante cuando el único trabajo es de presión-volumen (Cálculo entalpía reacción a partir de entalpías de enlace | Quimitube, s. f.), lo anterior se resume en la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.

 Por el contrario, la ley de Hess se centra en la obtención de la entalpia total la cual es la suma de los cambios de H individuales.

 En este laboratorio vamos a buscar identificar los tipos de reacciones que se presentan (endotérmicas, exotérmicas) y la entalpia total de las reacciones.

1. METODOLOGÍA

PROCEDIMIENTO PARA CALORIMETRIA A PRESION CONSTANTE:

Para el desarrollo de la práctica, se realizaron los siguientes procedimientos:

1. Capacidad Calorífica de un Calorímetro:

• Se agregó 60 gramos de agua a temperatura ambiente en el calorímetro, con su respectiva medición de temperatura
• Se agregó otros 60 gramos de agua calentados a temperatura de 75°C, para añadirlos al calorímetro
• Se agito y registro la temperatura en equilibrio del calorímetro
• Se repitió el procedimiento dos veces mas

1. Determinación del calor de fusión:

• Se introdujo en el calorímetro 40 gramos de agua, registrando con anticipación su temperatura
• Se pesó 40 gramos de hielo, con su respectiva temperatura
• Se agito y registro la temperatura de equilibrio en el calorímetro
• Se repitió el procedimiento dos veces mas

1. Determinación del calor de neutralización

• Se agrega en el calorímetro 30 mL de solución HCl 1.0 M, registrando su masa y temperatura
• Se mide 30 mL de solución de NaOH 1.0 M, registrando su masa y temperatura
• Se agito y registro la temperatura de equilibrio en el calorímetro
• Se repitió el procedimiento dos veces mas

1. Determinación del calor de una disolución de una sustancia pura

• Se introdujo en el calorímetro 40 g de agua destilada, registrando su respectiva temperatura
• Se pesó 2 g de NaOH con el registro de su temperatura
• Se añadió con rapidez los 2 g de NaOH, y luego se tapó el calorímetro
• Se agito hasta disolverse el sólido y se registró la temperatura de equilibrio en el calorímetro
• Se repitió el procedimiento dos veces mas

PROCEDIMIENTO PARA LEY DE HESS:

Para el desarrollo de la práctica se siguieron los siguientes procedimientos:

1. Determinación del calor del sulfato de cobre anhidro

• Se introdujo en el calorímetro 0,0250 mol (3.99 g) de sulfato de cobre anhidro
• Se pesó 50 g de agua destilada con su respectiva temperatura
• Se añadió los 50 g de agua para luego tapar el calorímetro
• Se agito y se registró la temperatura de equilibrio en el calorímetro
• Se repitió el procedimiento dos veces

1. Determinación del calor del sulfato de cobre pentahidratado:

• Se añadió en el calorímetro 0,0250 mol (6.24 g) de sulfato de cobre pentahidratado
• Se pesó el agua necesaria para completar 50 g de agua con su respectiva temperatura
• Se añadió el agua y se tapó el calorímetro
• Se agito y se registró la temperatura de equilibrio en el calorímetro
• Se repitió el procedimiento dos veces (libro Principios de Fisicoquímica Sexta edición Ira N. Levine en pdf - Science, s. f.)

1. RESULTADOS Y DISCUSION

CALCULOS Y RESULTADOS – CALORIMETRI A PRESION CONSTANTE.

En general, para el cálculo en cada uno de los procedimientos se utilizan las siguientes ecuaciones:

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Dónde:

• Q es calor
• m es la masa
• s es el calor especifico
• ∆T es el cambio de temperatura
• C es la capacidad calorífica

1. Capacidad Calorífica de un Calorímetro:

Los datos iniciales obtenidos de la práctica son los siguientes:

Tabla 1. Determinación Capacidad Calorífica de un Calorímetro

Se procede a calcular la capacidad calorífica para la fila número 1, de la anterior tabla.

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