Calorimetria

Universidad Nacional de Educación a Distancia

Grado de Química .

Introducción a la Experimentación en Química Física y Química Analítica

Laboratorio del Centro Asociado “Lorenzo Luzuriaga“ en Valdepeñas ( Ciudad Real )

Parte de Química Física

Práctica nº 3 : Calor de neutralización por calorimetría.

Fecha : 20 de noviembre de 2013

RESUMEN

La calorimetría mide el calor en una reacción química o un cambio físico usando un instrumento llamado calorímetro . Mediante este , se va a proceder al cálculo de los calores de neutralización de una base fuerte con tres ácidos , siendo dos de ellos fuertes y el otro débil.

INTRODUCCIÓN

A las reacciones químicas les acompaña una variación de energía , a la que termodinámicamente se le denomina entalpía (H) . Siendo esta H=E+pV.

Las reacciones pueden ser endotérmicas si absorben energía del entorno siendo su variación de entalpía positiva o exotérmicas si la liberan siendo en tal caso negativa . En un sistema aislado , donde el volumen y la presión permanecen constantes la variación de entalpía dependerá solo de la variación de energía del sistema. La calorimetría se basa en que a V y p constantes la variación de la entalpía es igual a la variación del calor de la reacción . Gracias a la ecuación : Q=m ce ∆T

podremos experimentalmente , mediante un calorímetro , averiguar la ∆H de una reacción . Realizaremos tres reacciones de neutralización ácido-base , dos entre ácidos y bases fuertes y una entre una base fuerte y un ácido débil . Veremos que en las dos primeras el calor de neutralización es igual mientras que en la segunda es menor pues parte de la energía es consumida para disociar el ácido débil en sus iones.

Trataremos con disoluciones diluidas para paliar en lo posible el calor de disolución.

MATERIALES Y REACTIVOS

1 vaso Dewar.

1 baso termostatizado a 25ºC.

1 termómetro de precisión ( graduado en 0,1ºC ).

3 tubos de paredes finas de 50ml.

5 matraces erlenmeyer de 100ml.

1 pipeta de 50ml.

1 varilla de vidrio.

1 agitador.

1 embudo de carga de 100ml.

Hidróxido sódico PA.

Ácido clorhídrico 35% PA.

Ácido nítrico PA.

Ácido acético glacial PA.

DESARROLLO

Se mide el calor desprendido en tres reacciones de neutralización , entre un mol de NaOH y un mol de HCl , HNO3 y CH3 COOH respectivamente . Para ello se construye un calorímetro adiabático como el dibujo inferior :

Determinación del equivalente en agua del calorímetro siguiendo los siguientes pasos:

1. Termostatizado de 200 ml de agua destilada a 60ºC

2. Se añade 175 ml de agua destilada a temperatura ambiente en el vaso Dewar , este queda a mitad de su capacidad.

3. Se agita y mide la temperatura cada 20 s ( precisión 0.1ºC ) hasta que tº1 sea constante . Esta es la temperatura del sistema calorímetro+agua . ( t1 = 11.3ºC )

4. Se mide la temperatura del agua destilada termostatizada .( t2 = 57ºC ) y se miden 175 ml y se introducen en el vaso Dewar rápidamente y se agita para homogeneizar.

5. Se mide la temperatura ( t3 = 32ºC )

175ml ( 57ºc – 32ºc ) = mequ (32ºc – 11.3ºc) + 175ml ( 32ºc – 11.3ºc)

mequ = 36.35g

A continuación se realiza las reacciones de neutralización de NaOH (base fuerte ) con 3 ácidos , dos fuertes y uno débil :

1. Se añade175ml NaOH 1 M en el calorímetro calibrado anterior.

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