Calor De Una Reaccion

Preguntas

Calcule la capacidad calorífica del calorímetro (constante del calorímetro).

Como:

Q_ced=〖-Q〗_abs

Entonces:

Q_(〖H2O〗_c )=-[Q_(〖H2O〗_f )+Q_cal]

Desarrollando la expresión:

m_(〖H2O〗_c )∙S_H2O∙∆T_1=-[m_(〖H2O〗_f )∙S_H2O∙∆T_2+C_cal∙∆T_2]

Ahora despejamos C_cal además como las masas de agua son iguales reagrupamos:

(m_(〖H2O〗_f )∙S_H2O∙(∆T_1+ ∆T_2))/(-∆T_2 ) =C_cal

Reemplazando con los datos experimentales

((30±0,5)∙4,184∙(-21,5±0,5+ 13,5±0,5))/(-13,5±0,5) =C_cal

De lo anterior obtenemos que la constante del calorímetro es de 74,4J ± 5,3J, lo cual corresponden a 17,8cal ± 1,3cal.

Calcule las calorías absorbidas por el calorímetro en la reacción.

Exp1

Q_cal=C_cal∙∆T_2

Q_cal=(17,8± 1,3)(13,5± 0,5)

Q_cal=240,3cal ±26,5cal

Exp2

Q_cal=C_cal∙∆T_4

Q_cal=(17,8± 1,3)(5± 0,5)

Q_cal=89,0cal ±15,4cal

Calcule el calor de neutralización ∆H y determine su signo

Al igual que el caso anterior tenemos:

Q_ced=〖-Q〗_abs

〖∆H〗_rxn=-[Q_HCl+Q_NaOH+Q_cal]

〖∆H〗_rxn=-[m_HCl∙S_HCl∙∆T_3+m_NaOH∙S_NaOH∙∆T_4+C_cal∙∆T_4]

Como las soluciones son diluidas se asume sus densidades y calores específicos como los del agua:

〖∆H〗_rxn=-[m_H2O∙S_H2O∙∆T_1+m_H2O∙S_H2O∙∆T_2+C_cal∙∆T_1]

Como la masa y el calor especifico del acido y base son similares, reagrupamos:

〖∆H〗_rxn=-[(m_H2O∙S_H2O)∙(∆T_3+∆T_4)+C_cal∙∆T_4)]

Reemplazando con los datos experimentales:

〖∆H〗_rxn=-[((30±0,5)∙4,184∙(7±0,5+5±0,5))+ ((74,4± 5,3)∙(5±0,5))]

〖∆H〗_rxn=-1878J±214,3J

De lo anterior obtenemos que se liberaron 1878J por 0,03 mol de acido o base participante (ya que se trabajo con 30mL de soluciones 1M de HCl y NaOH).

Si en este experimento de neutralización se hubieran formado 0,03 moles de agua, ¿cuántas calorías por mol de agua se producirán?

Como:

〖HCl〗_((ac))+〖NaOH〗_((ac))→ H_2 O_((l))+〖NaCl〗_((ac))

Esto quiere decir que por la cantidad usada de acido o base se forman 0,03 mol de H2O junto a la liberación de 1878J por lo cual para obtener la energía liberada por 1 mol, solo basta una regla de tres.

0,03mol/1mol=(-1878J)/x

Por lo cual por la formación de agua se liberan 62,6kJ por mol de agua lo cual corresponden a 15,0kcal por mol de de agua.

¿Qué porcentaje de error tendrían los resultados si el calor absorbido por el calorímetro no se tomara en cuenta?

Para esto usaremos:

% de error=(Y_teórico-Y_experimental)/Y_teorico

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