Laboratorio de fisicoquímica Determinación del calor de neutralización

Laboratorio de fisicoquímica Determinación del calor de neutralización

Resumen

Se determinó el calor de neutralización de un ácido fuerte por una base fuete y una base débil. Registrando el tiempo de las dos soluciones antes y después mezclarlas en el calorímetro de Dewar

Introducción

El calor de neutralización de un ácido -ácido clorhidríco, ácido nítrico o ácido acético- y una base -hidróxido sódico, hidróxido amónico- se determina midiendo la máxima temperatura que se alcanza en un calorímetro al mezclar sendas disoluciones diluidas de ambos reactivos. Previamente, se determina el equivalente en agua del calorímetro. Con los datos experimentales se procede al cálculo de las magnitudes: ΔH0neutr, ΔS0neutr y ΔG0neutr.

Toda transformación química se acompaña de absorción o liberación de energía que suele manifestarse en forma de calor y los procesos químicos pueden clasificarse en endotérmicos y exotérmicos respectivamente. En las reacciones químicas esta variación calorífica representa la diferencia entre el contenido energético de los productos y el de los reactivos, en las condiciones de p, V y T que se especifiquen.Las leyes de la Termoquímica están basadas en el principio de conservación de la energía -Primer Principio de la Termodinámica-, y pueden enunciarse como sigue:

1)Ley de Lavoisier y Laplace: "El calor absorbido al descomponerse un compuesto, debe ser igual al calor desprendido durante su formación".

2)Ley de Hess: "El calor total de una reacción a presión constante es el mismo independientemente de los pasos intermedios que intervengan".La importancia práctica de esta Ley es extraordinaria, ya que, según ella, las ecuaciones termoquímicas pueden tratarse como algebraica y, en consecuencia, combinando adecuadamente aquellas, obtenidas experimentalmente, es posible calcular calores de reacción no susceptibles de determinación directa1.

Objetivos

• Determinar la variación de entalpia cuando un ácido fuerte es neutralizado por una base fuete

• Determinar la variación de entalpia cuando un ácido fuerte es neutralizado por una base débil

Metodología

Determinación del ∆H de neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte

En primer lugar se calibro el calorímetro de Dewar utilizado 200ml de agua fría con 100ml de agua caliente. Luego se prepararon 2 soluciones en 150ml de agua de NaOH al 5N en el Dewar y una de HCl al 5N en un Beaker.Luego se dejó 10minutos a las soluciones en equilibrio térmico, para después agregar el HCL al Dewar registrando las temperaturas de equilibrio de antes y después de agregar la solución

Determinación del ∆H de neutralización de un ácido fuerte con una base débil

Se prepararon 2soluciones en 150ml de agua de NH3 al 5N en el Dewar y una de HCl al 5N en un Beaker. Luego se procedió de igual manera que en el punto anterior.

Resultados

Determinación del ∆H de neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte

Constante del Dewar

kdewar= [mc(t2-t3)/(t3-t1)]-mc

kdewar= [300g(80°c-25°c)/(32°c –10°c)]-300g=300

Volumen del soluto

N= g soluto/ml sln

%p/v = g soluto/ml sln *100

g-sto= %p/v* ml sln/ 100

g-sto= 0,50*150ml/100= 0,75ml

Calor de neutralización

Q= mHCL*CHCl*(T3-T1) mNaOH*cNaOH*(T3-T2)+ ccal(T3-T2)

mHCL= D*V = 1,19 g/ml*150,75ml=179,39g

mNaOH= 2,13 g/ml*150,75ml=321,09g

Remplazamos

Q=179,39g*1,19 g/ml*(26°c-30°c)*321,09g*2,13 g/ml*(26°c-25°c)+300*(26°c-25°c)

Q=-583698,27

MEDIDA DEL CALOR DE DISOLUCIÓN DEL NaOH(s)

1. CALCULO DE ∆H1

Q1 = m1.c1.(T2 - T1) = 150,75g.1cal/gr.ml.(25ºC - 23ºC) = 301,5 cal

∆H1 = Entalpia por mol de NaOH(s)

∆H1 = - 301,5.10-3 Kcal/0,75 gr NaOH(s) x 40 gr NaOH(s)/1mol NaOH(s) = -16,08 Kcal/mol

MEDIDA DEL CALOR DE LA REACCIÓN NaOH(s) + HCl(aq)

NaOH(s) + H2O Na+(aq) + OH-(aq) H1

2. CALCULO DE ∆H2

Q2 = m2.c2.(T4 - T3) = 150gr.1cal/gr.ml.(30ºC - 25ºC) = 753,75 cal

∆H2 = Entalpia por mol de NaOH(s)

∆H2 = - 753,75.10-3 Kcal/0,75 gr NaOH(s) x 40 gr NaOH(s)/1mol NaOH(s) = -40,2 Kcal/mol

MEDIDA DEL CALOR DE LA REACCIÓN NaOH(aq) + HCl(aq)

NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O H2

3. CALCULO DE ∆H3

Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O H3

Q3 = m3.c3.(T6 - T5) = 150,75gr.1cal/gr.ml.(26ºC - 29ºC) = -452,25 cal

∆H3 = Entalpia por mol de NaOH(s)

∆H3 = 452,25.10-3 Kcal/0,75 gr NaOH(s) x 40 gr NaOH(s)/1mol NaOH(s) = 24,12 Kcal/mol

COMPROBACIÓN

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