Calor de neutralizacion

Calor de neutralizacion

Objetivos:

Comprender el fundamento teórico del calor de neutralización y la ley de Hess

Determinar el calor de neutralización para algunas reacciones que contienen ácidos fuertes, ácidos débiles, bases fuertes o bases débiles.

Datos teóricos:

Calor de solución:

Calor de neutralización: 13691.75 cal/mol

Densidad del agua: ρH2O = 1g/ml

Capacidad calorífica del agua: CPH2O= 1cal/g °C

Cp Ácido ≈ Cp Base ≈ Cp H2O = 1cal/ g °C

Datos experimentales:

Masa del agua caliente: 100g

Temperatura de agua caliente: 53,3 °C

Masa del agua fría: 100g

Temperatura de agua fría: 24,7 °C

Temperatura final de equilibrio: 41,5°C

Acidos y bases Volumen (mL) Molaridad T.Inicial T.Final

NaOH - HNO_3 100 - 25 0.1950- 0.7095 25.95 27.2

NaOH - HCOOH 100 - 25 0.1950 - 0.8142 25.6 27.2

NaOH - H_2 SO_4 100 - 25 0.3072 - 0.5929 25.45 29.4

Masa de cloruro de amonio: 3.98g

Volumen de agua: 126mL

Temperatura inicial: 25.1°C

Temperatura final: 20.8°C

Cálculos

Capacidad calorífica del vaso Dewar en J.grado-1.

Despejando la ecuacion 2 se obtiene:

C_(p,d)=42.373cal/°C

C_(p,d)=177.3J/°C

Calor de neutralización por mol de agua formada para cada una de las reacciones de neutralización realizadas.

Reacción entre acido fuerte y base fuerte:

NaOH + HNO_3→NaNO_3+H_2 O

Mol NaNO_3= 100mlNaOH*1L/1000mL*0.1950molNaOH/1L*(1molNaNO_3)/1molNaOH=0.01950molNaNO_3

Mol NaNO_3= 25mlHNO_3*1L/1000mL*(0.7095molHNO_3)/1L*(1molNaNO_3)/(1molHNO_3 )=0.01774molNaNO_3

Reactivo límite: HNO_3

0.01774mol HNO_3*(1molNaNO_3)/(1molHNO_3 )=0.01774molNaNO_3

0.01774mol HNO_3*(1molH_2 O)/(1molHNO_3 )=0.01774molH_2 O

∆H_rxn= -(42.373cal/°C)(27.2°c-25.95 °c)-(125g)(1cal/g°C)(27.2°c-25.95°c)

∆H_rxn=-209.22cal

∆H_Neutralización=(-209.22cal)/(0.01774molH_2 O)=-11793.68 cal/mol*4.185J/1cal=-49356.57 J/mol

∆H_Neutralización=-49356.57 J/mol

Ácido fuerte y base débil

NaOH+HCOOH→HCOONa+H_2 O

∆H_rxn=-13389.85cal

∆H_Neutralización=-56036.52 J/mol

Base fuerte y H_2 SO_4

2NaOH+H_2 SO_4→Na_2 SO_4+〖2H〗_2 O

∆H_rxn=-661.12cal

∆H_Neutralización=-93346.82 J/mol

Calor de solución por mol de NH_4 Cl con las moles de agua adicionadas

NH_4 Cl+H_2 O→NH_4 Cl.H_2 O

∆H_Solución= -(42.373cal/°C)(20.8°C-25.1 °C)-(129.98g)(1cal/g°C)(20.8°C-25.1°C)

∆H_Solución=741.118cal

MolH_2 O=3.98gNH_4 Cl*(1molNH_4 Cl)/(53.45gNH_4 Cl)*(1molH_2 O)/(1molNH_4 Cl)=0.0745molH_2 O

∆H_Solución=741.118cal/(0.0745molH_2 O)=9952.95 cal/mol=41653.113 J/mol

∆H_Solución=41653.113 J/mol

La disolución de un mol de NH4Cl en agua se escribe como:

NH4Cl + x H2O → NH4Cl. x H2O

¿Cuál es el valor de la x en esta experiencia?

Porcentaje de error en la neutralización de ácido fuerte y base fuerte:

NaOH y HNO3

%Error=|(-11793.68 cal/mol+13691.75 cal/mol)/(-13691.75 cal/mol)|*100=13.8%

¿Qué dice la Ley de Hess sobre la adición de los calores de reacción?

Hess enuncio una ley muy importante aplicada a la termoquímica. “La variación de Entalpía en una reacción química va ser la misma si esta se produce en una sola etapa o en varias etapas”. Esto lo podemos interpretar diciendo que la suma de los ∆H de cada etapa de la reacción nos dará un valor igual al ∆H de la reacción cuando se verifica en una

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