“Determinación de la Entalpia de neutralización de un Acido fuerte”

Laboratorio de Fisicoquímica I

Informe N°4

“Determinación de la Entalpia de neutralización de un Acido fuerte”

Integrantes:

Bastián Sánchez Olivos
Marcia Suarez Guerrero

Introducción

Objetivos

1. Aprender a calibrar un calorímetro y calcular su constante de calorímetro K.
2. Determinar la entalpia de neutralización de HCL con NaOH en solución directa e indirectamente y comparar los datos entre sí y con la literatura.

Parte experimental

1. Materiales y reactivos:

• Calorímetro
• Termómetro
• Vaso precipitado
• Placa calefactora
• Balanza granataria
• Balanza analítica
• Probeta
• Pizeta
• Espátula

• Agua destilada
• Ácido clorhídrico
• Hidróxido de sodio (líquido y sólido)

1. Procedimiento experimental:

1. Calibración del calorímetro: Masar el colorímetro junto con vaso y termómetro en su interior en la balanza granataria (mcal). Luego verter en su interior 40ml de agua líquida previamente calentada al menos 20°C por sobre su temperatura ambiente, cerrar el colorímetro y volver a masar (mtotal = mcal + m1). Calcular la masa del agua caliente (m1) y medir la temperatura (T1).
    Ahora medir 40ml de agua fría en la bureta, tomar su temperatura (T2), verterla en el colorímetro, agitar y luego de mezclar el agua medir la temperatura resultante de esta (Te). Volver a masar el colorímetro y obtener la masa del agua fría (m2).
    Con los valores obtenidos de temperaturas y masas del agua calcular la constante del colorímetro (K) usando:   m1 cpagua (Te –T1)  +  K(Te –T1)  +  m2 cpagua (Te –T2)   =   0
   
2. Determinación directa del calor de neutralización: Masar 40ml de HCL 0,1M y luego verter en el vaso precipitado del calorímetro y registrar su temperatura (THA). En seguida masar 40ml de NaOH 0,1M, registrar su temperatura (TMOH) y verter en el calorímetro para mezclar con el HCL, luego de producirse la reacción acido-base registrar la temperatura final de equilibrio (Te). Finalmente limpiar y secar el calorímetro para usarlo en el siguiente experimento.
    Con los valores obtenidos de temperaturas y masas de los reactivos acido-base calcular el calor de neutralización de la reacción (qn) usando:
   mHA x Ca x (Te - THA) + K x (Te – THA) + mMOH x Cpa x (Te - TMOH) + qn = 0
   
3. Determinación del calor de disociación del NaOH: Primero masar 80ml de agua destilada y verter en el calorímetro limpio y seco y registrar su temperatura (Ta). Luego calcular la masa de NaOH necesaria para neutralizar los 40ml de HCL del experimento anterior (mMOH(s)), agregar esta base al agua del calorímetro y mezclar hasta que el sistema alcance la temperatura de equilibrio (T’e), registrar este valor. Volver a vaciar y limpiar el calorímetro.
    Con los datos obtenidos de temperaturas y masas de los reactivos calcular el calor de disociación del NaOH (qdis):
   qdis + ma x Cpa x (T´e – TA) + mMOH(s) x CP,NaOH x (T´e – TA) + K x (T´e – TA) = 0
   
4. Determinación indirecta del calor de neutralización: Masar 80ml de HCl y verterlo en el calorímetro seco, registrar su temperatura (T’HA). Luego masar la misma cantidad de NaOH usada en el experimento anterior (m’MOH) y agregar al calorímetro, mezclar y registrar la temperatura de equilibrio (T’’e).
   Con los datos obtenidos de temperatura y masas de los reactivos y con el calor de disociación del experimento anterior calcular el calor de neutralización (q’n) de forma indirecta usando:
   q’N + m´HA x Cpa x (T´´e – T´HA) + m´MOH(s)x Cp,NaOH x (T´´e – T´HA) + K x (T´´e – T´HA) = 0

Resultados

1. Calculo de la constante del calorímetro (K):

Datos: 

• Masa calorímetro (mcal): 207,09 gramos
• Masa agua caliente (m1): 39,02 gramos
• Masa agua fría (m2): 39,25 gramos
• Temperatura agua caliente (T1): 38o C
• Temperatura agua fría (T2): 20o C
• Temperatura de equilibrio (Te): 29 o C
• Calor especifico del agua1 (Cpa): 1 [pic 1]

Primero obtener m1 y m2: 

m1 ➔  m1 + mcal  = 246,11g  ➔  246,11g - mcal = m1 ➔ 246,11g – 207,09g = m1

m1 = 39.02g

m2 ➔ m1 + mcal  + m2 = 273,45g ➔ 273,45g – (m1 + mcal) = m2 ➔

➔  285,39g – 246,11g = m2

m2 = 39,25g

Luego obtener K:

m1 cpagua (Te –T1)  +  K(Te –T1)  +  m2 cpagua (Te –T2)   =   0

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