Calculo experimental de la entalpía de disolución del nitrato de amonio y el cloruro de calcio

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Laboratorio de física

Proyecto

“Calculo experimental de la entalpía de disolución del nitrato de amonio y el cloruro de calcio.”

“Antonio Eligio Claudia, Carreón Blas Casandra, Luna Vidauri Alejandro, Valencia Pesqueda Mariana”

Grupo: 2                                                        /Noviembre/2015

1.- Objetivo

1.1 Calcular experimentalmente la entalpia (exotérmica o endotérmica) de cada reacción

1.2 Aplicar el modelo matemático de mínimos cuadrados para conocer la pendiente y la ordenada al origen de la gráfica gramos de soluto vs. diferencia de temperatura, respectivamente en cada reactivo.

1.3 Mediante procesos matemáticos conocer la incertidumbre de la masa y la temperatura para obtener un resultado más preciso.

2.- Introducción

La entalpía de solución, entalpía de disolución o calor de disolución es el cambio de entalpía asociado a la disolución de una sustancia en un solvente a presión constante.

La energía química es el potencial de una sustancia química para experimentar una transformación a través de una reacción química o para transformar otras sustancias químicas. Romper o generar enlaces químicos implica energía, la cual puede ser absorbida o generada de un sistema químico.

La energía que puede ser liberada (o absorbida) debido a una reacción entre un conjunto de sustancias químicas es igual a la diferencia entre el contenido energético en los productos y reactivos. A las reacciones donde se lleva a cabo una absorción de energía comúnmente se le conoce como reacciones endotérmicas y las reacciones de generación de energía se les conoce como reacciones exotérmicas.

En una reacción exotérmica la energía contenida en los reactivos es mayor que la requerida en la formación de los productos, por esta razón la energía no utilizada se libera.

[pic 1]

Figura 1.- diagrama de energía de una reacción exotérmica

En el caso de una reacción endotérmica la cantidad de energía contenida en los reactivos es menor, con respecto a la necesaria para la formación de los productos, por esta razón es necesario suministrar constantemente energía del entorno para que la reacción progrese.

 [pic 2]

Figura 2.- diagrama de energía de una reacción endotérmica

Cuando los cambios químicos ocurren a presión constante (presión atmosférica), la energía suministrada o liberada en forma de calor no sólo producirá un cambio en la energía interna del sistema, sino que también se empleará para realizar trabajo, de esta forma, resulta más conveniente utilizar la entalpía H, la que toma en cuenta que el destino del calor, puede ser para realizar trabajo.

∆H0reacción = ∆H productos - ∆H reactivos

3.- Procedimiento experimental

3.1. Material, equipos e instrumentos.

• 1 Parrilla con agitación magnética
• 1 Balanza digital
• 1 termómetro digital y de mercurio
• 1 Probeta de vidrio de 100 ml
• 1 espátula de metal
• 1 calorímetro con tapón
• 2 vasos de precipitados de 150 ml

Reactivos:

• Agua destilada (100 ml)
• Cloruro de Calcio (CaCl2) granulado
• Nitrato de Amonio (NH4NO3) granulado

3.2   Proceso experimental

3.2.1 Mediante el método experimental determinar si la disolución NH4NO3 es una reacción exotérmica o endotérmica.

En un calorímetro verter 50 ml de agua destilada, introducir el agitador magnético y colocar sobre la parrilla de agitación magnética, en la tapa del calorímetro realizar un pequeño orificio para introducir el termómetro verificando que este no toque el agitador magnético ni las paredes del calorímetro, como se muestra en la figura 3

[pic 3]

Figura 3: Diagrama del montaje del experimento

Posteriormente medir la temperatura inicial del agua sin aun haberle vertido NH4NO3, ya una vez obtenido el valor inicial de la temperatura comenzar a verter las cantidades indicadas de soluto y esperar hasta que la temperatura ya no cambie para realizar nuestra toma de datos.

3.2.2 Mediante el método experimental determinar si la disolución CaCl2 es una reacción exotérmica o endotérmica.

Realizar el mismo procedimiento que con el Nitrato de Amonio, pero ahora con el cloruro de calcio (CaCl2).

Al final del experimento realizar lo siguiente:

1. Con base en los resultados del experimento, realizar una gráfica de total (g), para las dos disoluciones.[pic 4]
2. Con base en la gráfica anterior ajustar la recta con el método de cuadrados mínimos (MCM),

4.- Resultados y Discusión

Se hizo un estudio de los instrumentos:

Un instrumento de medida es un dispositivo utilizado para realizar mediciones asociadas a uno o varios dispositivos suplementarios.

Los instrumentos de medida pueden ser analógicos o digitales.

Tabla 1. Características de los instrumentos

Observaciones: Descripción de los instrumentos que se utilizaron para la realización del proyecto.

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