Calor de dilucion con una constante calorifica

                                           CALOR DE DILUCION

OBJETIVOS:

• Determinación del calor de disolución por medida de solubilidad

• Estudio de la solubilidad del ácido como una función de

      la temperatura y cálculo de la entalpía molar de solución ΔH sol

OBETIVO ESPESIFICO:

• Determinar el calor de reacción a partir de calores de formación
• Determinar el calor de reacción utilizando el método calorimétrico

FUNDAMENTO TEORICO:

CALOR DE DILUCIÓN:

El proceso de disolución de una sustancia suele ir acompañado de una absorción o desprendimiento de calor que, referido a una mol de sustancia, se conoce con el nombre de “calor molar de disolución”. Sin embargo, esta magnitud no es constante, sino que depende de la cantidad de disolvente y, por lo tanto, de la concentración de la disolución. Al disolver gradualmente una masa de sustancia en una cantidad de disolvente dada, la composición de la disolución varía desde la del disolvente puro hasta la de la disolución final. La expresión:

[pic 1]

Se conoce como “Calor diferencial de disolución”. Sin embargo, es más interesante conocer la cantidad de calor absorbida o desprendida por mol de sustancia en el proceso completo, es decir, cuando se disuelve toda la sustancia en la cantidad de disolvente elegida. A la cantidad de calor generada en estas condiciones se le llama “calor integral de disolución”, y viene dado por:

[pic 2]

Desde el punto de vista de la ingeniería química resulta de gran importancia saber, que gran cantidad de las industrias químicas utilizan ampliamente la transferencia de calor en sus procesos.  Pero si bien es cierto que la Termoquímica establece las bases teóricas del manejo del calor en las reacciones químicas, desde el punto de vista experimental, la calorimetría nos permite qué tanto calor como una forma de la energía absorbida o desprendida está presente en una reacción. Determinar esta energía presente en una reacción es posible bajo dos condiciones termodinámicas; ya sea a presión constante, o a volumen constante.

Para determinar experimentalmente en un calorímetro, la energía absorbida o desprendida de una reacción como es el caso particular del calor de disolución del carbonato de sodio, es conveniente primeramente plantear una ecuación del balance general de calor en el sistema, es decir:

[pic 3]

En esta ecuación es necesario distinguir, quién gana energía en el sistema y quién la cede. En el caso particular que nos plantea el proyecto experimental, la reacción de disolución, resulta de la forma:

                 A (s)  + B (ac)            AB (ac)  + Q disolución   (2)[pic 4]

.

notamos que al disolverse el compuesto "A" en el disolvente "B"; esta reacción de disolución es la parte del sistema que cede el calor, y por lo tanto la ecuación (1) se transforma en:

            [pic 5]  (3)

.

ahora, si analizamos "Ganado" éste debe corresponder a la cantidad de calor que absorbe la parte del sistema calorímetro-agua contenida y además el soluto "A" que se agrega para realizar la reacción de disolución, por lo tanto, tenemos que:

.

                                       [pic 6](4)

Si el proceso se realiza a ”P = cte." entonces:

             (5)[pic 7]

        [pic 8]

Aquí definimos los valores de "m Cp ΔT" como "K", la constante del calorímetro, que es la cantidad de calor que absorbe el calorímetro por grado de temperatura. El término siguiente corresponde al calor que absorbe el soluto (H2SO4) cuando a éste se le incrementa la temperatura desde la temperatura ambiente hasta una temperatura mayor (a la temperatura de la transición, en este caso particular aproximadamente 25ºC). Por lo tanto, la ecuación (4) se transforma en la ecuación (6), la cual nos permite plantear el balance de calor en el calorímetro, para la reacción de disolución del carbonato de sodio (A), y así determinar el calor de disolución.

ENTALPIA DE REACCIÓN

La entalpia de reacción se define como la diferencia entre la entalpia de productos en estado especificado y la entalpia de reactivos en el mismo estado para una reacción completa.

[pic 9]

La entalpia de formación puede considerarse como la entalpia de una sustancia en un estado especificado debido a su composición química.

CALOR DE REACCIÓN

El 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 de reactivos a productos.

...