Calor De Reaccion

Resumen

En el presente documento, se muestra como ocurren procesos de reacción endo o exo-térmica utilizando dos rutas, es importante resaltar que el calor de reacción ocurre cuando los reactantes están a la misma temperatura, en este caso a temperatura ambiental (18ºC ); Se demostró cuál de las dos rutas utilizadas libera más calor y cuál de ellas puede absorber calor tomando en cuenta temperaturas en tiempos preestablecidos, los cuales se estabilizan en cierto momento hasta convertirse nuevamente en reacciones neutras esto se comprueba por medio de un indicador fenolftaleína con el viraje de color.

Palabras Claves: Reacción Endotérmica; Reacción Exotérmica; Ley de Hess; Entalpia de reacción.

Abstract

In this document, shown occur processes of reaction endo or exo-heat using two routes, it is important to highlight that the heat of reaction takes place when the reactants are at the same temperature, in this case at room temperature (18 ° C); It showed which of the two routes used releases more heat and which of them can absorb heat by taking into account temperatures at preset times, which stabilize at some point to become once again neutral reactions this is checked by means of an indicator phenolphthalein with the shift of color

Keywords: Endothermic reaction; Exothermic reaction; Hess law; Enthalpy of reaction.

Marco teórico

Calor de Reacción: Es la cantidad de energía calorífica que el sistema ha de ceder o absorber para que la temperatura del sistema reactivo permanezca inalterada en el cambio reactivos = productos ( (Rajadell & Movilla, 2005).

Para una definición completa de los estados termodinámicos de los productos y de los reactantes, también es necesario especificar la presión. Si se toma la misma presión para ambos, el calor de reacción es igual al cambio de entalpía del sistema, H r. En este caso podemos escribir:

Ecuación1. calor de reacción

Reacciones exotérmicas y reacciones endotérmicas:

Durante las reacciones químicas puede producirse absorción o liberación de energía. Esto indica que tanto los reaccionantes como los productos contienen calor que es característico de su masa. El contenido de calor es una medida de la energía que está acumulada por una sustancia durante su formación.

Fig.1 Esquema de como ocurre la reacción endo y exo- térmica (Rajadell & Movilla, 2005).

Reacciones endotérmicas: son aquellas reacciones que absorben calor, lo que significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es mayor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER).

Reacciones exotérmicas: son aquellas reacciones donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes (ER). (Longman, 1998)

Ley de Hess: «si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se lleva a cabo en una, dos o más etapas», esto es, que los cambios de entalpía son aditivos: ΔHneta = ΣΔHr.

Equivalentemente, se puede decir que el calor de reacción sólo depende de los reactivos y los productos, o que el calor de reacción es una función de estado; en este sentido la ley de Hess es la aplicación a las reacciones químicas del primer principio de la termodinámica. (Atkins, 2007)

Por lo que se rectifica, que la ley de Hess, estudia el calor desprendido o absorbido en una reacción dada, esta, debe ser independiente de la manera particular en que se verifica, donde es función de los estados inicial y final del sistema pero no intervienen el número de etapas entre los reactivos y productos. Establecido de una manera distinta, si una reacción procede en varias etapas, el calor de reacción total será la suma algebraica de los calores

de las distintas etapas, y a su vez esta suma es idéntica a la que tendrá lugar por absorción o desprendimiento en una reacción que pareciera en una sola etapa. (Prutton, 2008)

Calor de neutralización.

La neutralización de soluciones acuosas diluidas de un ácido por medio de una solución acuosa diluida de una base, es un tipo particular de reacción química; es una reacción de neutralización. La neutralización de una solución acuosa de HCl con una solución de NaOH puede ser representada por la siguiente ecuación:

HCl(ac) + NaOH(ac)→NaCl(ac) +H2O (l)

El calor de reacción ΔHo25°C puede calcularse a partir de los respectivos calores de

formación ΔHof, a saber:

Según la ecuación

ΔHo reacción= ∑ ΔHof (productos) –

∑ ΔHof (reactivos) a 25° C

el calor standard de reacción será:

ΔHo 25°C = [ (-97,302) + (-68,317) ] - [ (-112,236) + (-40,023) ] = -13,680 kcal

El símbolo (ac) empleado a continuación de la fórmula del soluto, representa por convención, que la solución acuosa es lo suficientemente diluida como para que una dilución adicional no produzca efectos térmicos; en consecuencia, por ejemplo, el calor de la formación del NaOH (ac),

ΔHof = - 112236 cal, será igual a la suma algebraica del calor de formación de un mol de NaOH en infinitos moles de agua; esto es, el calor de la disolución a dilución infinita.

Con las siguientes ecuaciones, obtendrá y rectificara el calor de dilución de la ruta que denominamos (Ruta 1) y la (Ruta 2)

ΔH dilucion=m_vidrio C_(p vidrio) (T_max⁡〖 d〗 -T_1)+m_((agua + NaOH)) C_(p agua) (T_max⁡〖 d〗 -T_1) (Eq .2 entalpia de dilución)

Cp Vidrio: 837 J / kg K (anexo 1)

ΔH reaccion=m_vidrio C_(p vidrio) (T_max⁡〖 r〗 -T_1)+m_((NaOH diluido + HCl 1M)) C_(p agua) (T_max⁡〖 r〗 -T_1)

Por lo que se obtiene

ΔH ruta I=ΔH reaccion+ΔH dilucion

Ruta II

ΔH dilución=m_vidrio C_(p vidrio) (T_max⁡〖 d〗 -T_1)+m_((agua + HCl 1M)) C_(p agua) (T_max⁡〖 d〗 -T_1)

ΔH reacción=m_vidrio C_(p vidrio) (T_max⁡〖 r〗 -T_1)+m_((NaOH+ HCl diluido)) C_(p agua) (T_max⁡〖 r〗 -T_1)

ΔH ruta II=ΔH reaccion+ΔH dilucion

Los resultados que se esperan al realizar las rutas será, que la suma de la entalpia de dilución y la entalpia

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