Informe laboratorio Leyes de la termodinámica

Leyes de la termodinámica (Reacciones exotérmicas)

SAS

Antecedentes:

La energía de todos los sistemas se basa en las leyes de termodinámica, las leyes de la termodinámica definen las cantidades físicas que se ocupan de las relaciones entre la temperatura, energía y entropía. En particular, describe cómo se convierte la energía térmica hacia y desde otras formas de energía, y cómo afecta a la materia.  La energía térmica es la energía que tiene una sustancia o sistema debido a su temperatura, es decir, la energía de las moléculas en movimiento.

La termodinámica implica medir esta energía. Existen tres leyes de termodinámica, la primera que es la ley de conservación explica que la energía y la materia son un sistema aislado, por ejemplo, en los seres humanos al momento en que la comida da energía química, esta al ser expulsada se lo hace en forma de calor o energía cinética. Incluso, declara que la energía no se destruye ni se crea, solo se transforma. La segunda ley trata de la entropía, expone que los niveles de entropía (desorden) en un sistema aislado incrementarán con el pasar del tiempo. La tercera ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema se acerca a un valor constante cuando la temperatura se acerca al cero absoluto.

Introducción:

Las leyes de termodinámica se pueden manifestar de diversos modos, con este proceso se pretende demostrar aplicaciones de las transferencias de energía en reacciones químicas. En este proceso se trata realizar una reacción entre bicarbonato de sodio y el ácido acético es una reacción de neutralización base de doble desplazamiento, en el cual el ácido acético actúa como ácido y bicarbonato sódico actúa como base.

La temperatura irá disminuyendo debido a que la reacción entre bicarbonato de sodio y el ácido acético es una reacción endotérmica.

Pregunta:

¿Cómo los diferentes ácidos pueden afectar de distintas maneras a la base empleada y como se relaciona con las leyes de termodinámica? 

Tabla Nº1: Variables

Tabla 1

Consideraciones de seguridad:

Para realizar el proceso de una forma de segura, se debería tener en consideración las siguientes medidas de seguridad. Usar con precaución el termómetro al momento de agitarlo, usar el mandil y guantes al momento de manipular los reactores, tener un espacio adecuado y limpio al momento de realizar el proceso. También se debe tener en cuenta la liberación de co2 y tener cuidado con esta.        

Hipótesis:

El elemento que tiene un PH más acido tuvo un menor tiempo de iniciación de reacción con la base y hubo más tiempo de duración en la reacción.

Materiales:

• Vasos de vidrio- 5 (40ml)
• Cucharilla
• Varilla de agitar
• Termómetro 90°C
• Cronómetro (digital)
• Gotero
• Ácidos: 2ml cada uno

- ácido acético (CH3-COOH)

- ácido cítrico (C₆H₈O₇)

-Agua con sal (NaCl + H2O)

• Bases: 1gr

- Bicarbonato de sodio (NaHCO₃)

Procedimiento:

1. Se toma una muestra de 1gr de sustancia sólida de la base utilizada, en este caso bicarbonato, con ayuda de una cucharilla.

2. Se coloca 1 gr de la sustancia sólida en los vasos de 40 ml.

3. Se calibra el termómetro agitándolo hacia abajo sujetándolo firmemente desde el extremo contrario al sensor de metal.

4. Se colocó el termómetro en el vaso el cual contiene la base sólida.

5. Se debe tener en cero el cronómetro y listo para registrar los tiempos.

6. Se vierte cuidadosamente el ácido líquido (C₆H₈O₇) (CH3-COOH) (NaCl + H2O) sobre la base sólida, muy lentamente y al mismo tiempo cronometrar

7. Se debe tomar el tiempo en segundos con ayuda del cronómetro al momento que inició la reacción, y ver la temperatura que alcanza el termómetro.

8. Se debe registrar el tiempo en que la reacción alcanza su punto máximo (máxima efervescencia). y ver la temperatura que alcanza el termómetro.

9. Se debe registrar el tiempo final cuando la reacción se estabilizó y ver la temperatura que alcanza el termómetro.

10. Tener cuidado de no verter el líquido muy rápidamente ni en un recipiente tapado ya que puede explotar al no poder liberarse el gas (CO2)

Datos:

Tabla Nº2: Ácido acético y bicarbonato

...