CALOR DE NEUTRALIZACION

CALOR DE NEUTRALIZACION

1. INTRODUCCION

La reacción entre un ácido y una base origina un intercambio de calor, la medición de la cantidad de energía implicada en el proceso se conoce como calor de neutralización.

1. OBJETIVOS

Determinar el calor de neutralización entre:

• Un acido fuerte y una base fuerte
• Un acido débil y una base fuerte
• Un acido diprótico y una base fuerte

1. FUNDAMENTO TEORICO

CALOR DE NEUTRALIZACION

La neutralización de soluciones acuosas diluidas de un ácido por medio de una solución acuosa diluida de una base, es un tipo particular de reacción química; es una reacción de neutralización. La neutralización de una solución acuosa de HCl con una solución de NaOH puede ser representada por la siguiente ecuación:

 [pic 1]

El calor de reacción ΔHº 25°C puede calcularse a partir de los respectivos calores de formación ΔH°f, a saber: [pic 2]

Según la ecuación ΔH = H final - H inicial, el calor standard de reacción para la ecuación será:

  ΔHº 25°C = [(-97,302) + (-68,317)] - [(-112,236) + (-40,023)] = -13,680 Kcal

El símbolo (ac) empleado a continuación de la fórmula del soluto, representa por convención, que la solución acuosa es lo suficientemente diluida como para que una dilución adicional no produzca efectos térmicos; en consecuencia, por ejemplo, el calor de la formación del NaOH(ac), ΔH°f = -112236 cal, será igual a la suma algebraica del calor de formación de un mol de NaOH en infinitos moles de agua; esto es, el calor de la disolución a dilución infinita.

Los calores de neutralización pueden determinarse por mediciones calorimétricas directas, a partir de mediciones en serie efectuadas sobre soluciones de concentraciones finitas que progresivamente se van diluyendo y extrapolando a dilución infinita. Se indican a continuación, algunos valores de calores de neutralización basados en tal procedimiento: [pic 3]

Obsérvese que el calor de neutralización de ácidos fuertes con bases fuertes en solución diluida, es prácticamente constante cuando 1 mol de agua se forma en la reacción. La explicación de este hecho reside en que tanto los ácidos como las bases fuertes y sus sales derivadas están completamente disociados en sus respectivos iones cuando se hallan en solución acuosa suficientemente diluida. Desde este punto de vista, una solución diluida de HCl consiste solamente en iones H+ y Cl- en solución acuosa; y similarmente, una solución diluida de NaOH consiste en iones Na+ e OH- en solución acuosa. Después de la neutralización, la solución restante contiene solamente iones Na+ y Cl-. La reacción (3) puede ser interpretada como iónica de la siguiente manera:

[pic 4]

O sea  cancelando los términos comunes

[pic 5]

En la neutralización de soluciones diluidas de ácidos débiles y bases débiles, el calor desprendido es menor que 13680 cal. Por ejemplo, en la neutralización del ácido acético (CH3COOH) con NaOH, el calor desarrollado es de sólo 13300 cal por mol de agua formado. La diferencia de calor no desarrollado (13680-13300 = 0,380 cal), puede ser interpretada como el calor requerido para completar la disociación del ácido acético en iones H+ y CH3COO- a medida que la reacción de neutralización tiene lugar; Por cada ión H+ proveniente del CH3COOH que se neutralice con un ión OH-, más CH3COOH se ionizará en H+ y CH3COO-  hasta que la neutralización sea completa; esta ionización del CH3COOH, requiere calor, que se obtiene a expensas del calor que se desarrolla en la unión de los iones H+ y OH-.

El calor de reacción puede determinarse calorimétricamente a partir de las curvas de temperatura vs tiempo, la cantidad de calor Q, puede ser calculada a partir de la ecuación:

Q = ΔH = (mtc + C) ΔT…(1)

Q = Csist ΔT…………………(2)

Donde:

mt = es la masa de la disolución

c = capacidad calorífica del agua = 401868 J/gK

C = capacidad térmica del calorímetro (J/K)

Csist = capacidad calorífica del sistema calorimétrico

En la ecuación (1), se asume que la diferencia en capacidad calorífica de una disolución salina diluida y la del agua pura es despreciable.

Calorímetro

Un calorímetro consiste, en esencia, en un recipiente aislado térmicamente y lleno de agua, en la cual se sumerge una cámara de reacción. En una reacción exotérmica, el calor generado se transmite al agua y la elevación de temperatura resultante en ésta se lee mediante un termómetro sumergido en ella. Cuando se trata de una reacción endotérmica, hay que medir la reducción de la temperatura en vez de su incremento.

La termoquímica 

Es una rama de la física química que trata de los cambios térmicos asociados a las transformaciones químicas y físicas. Su objetivo e la determinación de las cantidades de energía calorífica cedida o captada en los distintos procesos y el desarrollo de métodos de cálculo de dichos reajustes sin recurrir a la experimentación.

Para estudiar los efectos químicos térmicos que acompañan a las reacciones químicas, la formulación de soluciones y los cambios físicos como la fusión o la evaporización. Los cambios fisicoquímicos se clasifican como:

Endotérmicos: Acompañados por la absorción de calor.

Exotérmicos: Acompañados por desprendimiento de calor.

1. MATERIALES REACTIVOS Y EQUIPOS

Materiales:

• Termo
• Termómetro
• Cronometro
• Vaso de precipitado

Reactivos:

• Agua destilada
• NaOH 0.5N
• CH3COOH
• H2SO4

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

• Primero calculamos la normalidad (N) del NaOH con la ayuda del biftalato

Pesamos 0.4516g de biftalato y calculamos el Eq-g.  luego lo diluimos en agua y titulamos con NaOH

Wbiftalato = 0.4516g

P.Ebiftalato = 222.4

#Eq-gbiftalato = W/P.E = 2.03057*10-3

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