CALORIMETRIA III – DETERMINACIÓN DEL CALOR DE REACCIÓN Y DEL CALOR DE FUSIÓN.

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CALORIMETRIA III – DETERMINACIÓN DEL CALOR DE REACCIÓN Y DEL CALOR DE FUSIÓN.

 Objetivos:

• Determinar el calor de reacción para los siguientes casos:

• Reacción del óxido de calcio con agua.
• Reacción de neutralización del acido clorhídrico con hidróxido de sodio

• Determinación del calor de fusión del hielo.

   Materiales:

• Vasos de precipitación
• Embudo pequeño
• Recipientes aislantes con tapa (calorímetros)
• Termómetros de bulbo largo (0-150oC)
• Cronómetros
• Probetas
• Calentadores
• Tapones
• Balanza
• Espátula

Reactivos:

• Agua destilada
• Cal comercial
• Soluciones de HCl y NaOH 1M
• Hielo

Desarrollo de la práctica[pic 6]

Esta práctica de desarrolló en 3 partes y consistieron en:

I.-Determinación del calor de reacción del apagado de la cal viva.

• Se colocó dentro del calorímetro 200 ml de agua destilada y se tomó la temperatura del agua.
• Se pesó y colocó 10 gramos de cal viva dentro del calorímetro y se agitó suavemente, pasando unos minutos se procedió a tomar la temperatura de la solución final.

II.-  Determinación del calor de reacción de la neutralización de HCl con NaOH.

• Se preparó 100 ml de una disolución de ácido clorhídrico 1M, partiendo de HCl concentrado; esto se preparó con agua destilada y se colocó en un vaso de precipitación para introducirlo así dentro del calorímetro.
• Después de agitarlo por un instante se tomó la temperatura cuando éste alcanzó el equilibrio.
• Mientras esto se estabilizaba, se procedió preparando la disolución de  hidróxido de sodio aproximadamente 1M.
• Se pesó 4 gramos de NaOH, al igual que la disolución del ácido se preparó con agua destilada; se tomó la temperatura de la base cuando éste estaba en equilibrio.
• Se procedió añadiendo la disolución de la base en el calorímetro y una vez que alcanzó el equilibrio, se tomó la temperatura de la mezcla.

III.- Determinación del calor de fusión del hielo.

• En un matraz se calentó 200 ml de agua, del cual posteriormente se tomó 150 ml en una probeta y se colocó en el calorímetro.
• Se tomó la temperatura de equilibrio del agua y del calorímetro.
• Se tomó cierta cantidad de hielo picado, y previamente secado se lo añadió dentro del calorímetro.
• Se agitó lentamente y por último se tomó la temperatura del equilibrio.
• La masa de hielo se midió con el incremento del   volumen total del agua en el calorímetro.

DATOS,CALCULOS Y RESULTADOS[pic 7]

I.-Determinación de calor de reacción del apagado de la cal viva. 

Realizando un balance de energía se obtiene la siguiente ecuación para determinar el calor de reacción:

Calor de reacción + calor de solución del CaO + calor de solución del Ca(OH)2 = Calor ganado por el agua + calor ganado por el calorímetro y el medio ambiente.

Q(reacción) + Q(solución CaO) + Q(solución Ca(OH)2 ) = mC(Tf-T1) +K(Tf-T1)

m= masa del agua del calorímetro

  Kcalorimetro = 4.204 cal/⁰C                  

Cp del agua= 1 cal/gr.oC

C= calor especifico del agua

Tf= temperatura final de la solución

Los calores de las solución de CaO y del Ca(OH)2 se toman de tablas.

Suponiendo que:
Q(solución CaO)= 63.2 cal
Q(solución Ca(OH)2 )= 58.3 cal

Como la densidad del agua es igual a 1gr/ml entonces la masa del agua es igual a su volumen.

Despejando la ecuación obtenida del balance de energía obtenemos:

Q(reacción)= mC(Tf-T1) +K(Tf-T1) - Q(solución CaO) - Q(solución Ca(OH)2 )

Remplazando valores:

1: Q(reacción)= 200grx1 cal/gr.oC(19 – 18)oC + 4.204 cal/⁰C (19 – 18)oC - 63.2 cal - 58.3 cal

Q(reacción)= 82.704 cal     
con esto se demuestra que es una reacción exotérmica.

2: Q(reacción)= 200grx1 cal/gr.oC(29 – 18)oC + 4.204 cal/⁰C (29 – 18)oC - 63.2 cal - 58.3 cal[pic 8]

   Q(reacción)= 2116.336 cal     

II.-Determinación del calor de reacción de la neutralización del HCl con NaOH.

Realizando un balance de energía se obtiene la siguiente ecuación para determinar el calor de reacción de la neutralización de HCl con NaOH.

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