20 De
Marzo Del 2015
Ciencias
De La Educacion.
Programa
De Lic. Biologia y Quimica.
Asig:
Laboratorio de Fisicoquimica.
Tema:
Calor de Neutralizacion.
Integrante:
Fabian Carbonell Vizcaino.
Ciudadela Universitaria Km. 7 Vía
Puerto Colombia.
(Barranquilla-Colombia).
INTRODUCCIÓN.
El calor de
neutralizacion es definido como el calor producido cuando un equivalente gramo
de acido es neutralizado por una base. El calor de neutralizacion tiene un
valor aproximante constante, en la neutralizacion de un acido fuerte con una
base fuerte, ya que en esta reaacion se obtienen como producto en todos los
casos un mol de agua, que es formada por la reaccion:
H+
+ OH- àH2O
Esta practica se
realizo con el fin de determinar la capacidad calorifica de un calorimetro y el
calor liberado en una reaccion de neutralizacion.
Casi todas las
reacciones quimicas absorben o producen (liberan) energia, generalmente en
forma de calor. Es importante entender la diferencia entre energia termica y
calor. El calor es la transferencia de energia termica entre dos cuerpos que
estan a diferentes temperaturas, con frecuencia se habla de flujo de calor. A
pesar de que el termino calor por si mismo implica transferencia de energia,
generalmente se habla de calor absorbido y calor liberado para describir los
cambios energeticos que ocurren durante un proceso. Las reacciones que ocurren
durante un proceso pueden ser endotermicas si absorven calor o exotermicas si
desprenden calor, de acuerdo con la primera ley de la termodinamica.
La neutralizacion de soluciones acuosas diluidas de
un acido por medio de una solucion diluida de una base, es un tipo particular
de reaccion quimica; es una reaccion de neutralizacion.
La neutralizacion de una solucion acuosa de HCl, con
una solucion de NaOH puede ser:
HCl
(ac) + NaOH (ac) àNaCl (ac) + H2O (l)
Calculos.
Neutralizacion
del H2O.
200 ml de H2O
|
50 ml de H2O
|
Temperatura normal 26ºC
|
Temperatrura al calentarse 36ºC
|
La temperatura de neutrazilzacion para el H2O
fue de 30ºC
Neutralizacion
del acido (HCl) y base fuerte (NaOH).
Temperatura
del HCl 28ºC
|
Temperatura
del NaOH 28ºC
|
La
temperatura al neutralizar HCl (ac) +
NaOH (ac) fue de 32ºC
1.
Determine
la capacidad calorifica del calorimetro.
M1
CA (Te – T1) + CK (Te – T1) + M2 CA
(Te – T1) = 0
M1=
50ml
X 0.9967867 g/ml
M1=
49.83
g
M2=
50ml
X 0.99366872 g/ml
M2=
49.68
g
2.
Calcule
el calor necesario para disociar el problema.
La reaccion quimica es la
siguiente:
HCl
(ac) + NaOH (ac) àNaCl (ac) + H2O (l)
Determinamos la masa de la mezcla:
HClà200ml X 1.08 g/ml = 216g
NaOHà 50ml X 1.18 g/ml =59g
Masa totalà 216g + 59g = 275g
Q= Mtotal C (T2 –T1)
Q= (275g) (4.18J/gºC) (32ºC – 28ºC)
Q= 4598J à 4.59KJ
3.
Calcule
el valor de Q para la neutralizacion de una mol de acido problema.
Q=
(C +
250) (T2-T1)
Q=
(4.18J/gºC+250) (32ºC – 28ºC)
Q=
1016.72J
à1.O1KJ
Discusion.
Uno de los principales
objetivos de esta experiencia era medir el aumento de temperatura en una
reacción de neutralización entre una solución diluida de un acido fuerte y una
solución diluida de una base fuerte. A partir del cálculo del número de moles a
utilizar, del aumento de temperatura observado y el uso del calorímetro, cuya
capacidad calorifica determinada previamente fue de 99.51 cal/ºC; se determino
el calor de neutralización de la reacción, obteniendo un valor de 1016.72 J
(1.01 KJ) muy próximo al valor teórico que equivale a 1.03 KJ.
En la primera etapa de
este nuevo ensayo se prepararon las soluciones diluidas de NaOH (base fuerte) y
de HCl (acido fuerte), para mezclar en el calorímetro. Para determinar el calor
producido en la mezcla de estas soluciones acuosas se realizaron dos pruebas,
empleando 200 ml de NaOH y 50 ml de HCl. En la primera prueba hubo un cambio de
temperatura de 4ºC, este efecto térmico observado es la suma de las entalpias
de ionización y neutralización a presión constante; a partir de este cambio se
obtuvo para el calor de neutralización el valor mencionado anteriormente.
Cuando ocurre un cambio químico, existe un intercambio definido de calor, de
acuerdo a la segunda ley de la termodinámica el valor encontrado para este
calor de reacción es independiente del camino seguido para realizarla. Las
reacciones que ocurren durante un proceso pueden ser endotérmicas, si absorben
calor, o exotérmicas, si desprenden calor. Los cambios endotérmicos se expresan
con signo positivo, y los cambios exotérmicos con signo negativo.
Teniendo en cuenta que
cuando una solución diluida de acido fuerte se neutraliza con una solución
diluida de base fuerte, el calor de neutralización que se produce por mol de
agua es constante e independiente de la naturaleza de la sustancia como de su
concentración.
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-. Por lo que la reacción puede ser
interpretada como iónica de la siguiente manera: Na+(ac) + OH-(ac) + H+ (ac) +
Cl-(ac) → Na+(ac) + Cl-(ac) + H2O (l), cancelando los términos comunes se
obtiene: OH-(ac) + H+(ac) → H2O (l) ΔH 25°C = -13680 cal. Observándose una
reacción exotérmica, donde se libera calor.
Analizando los dos
valores del calor de neutralización obtenidos en esta experiencia , usando los
mismo volúmenes y concentraciones, una vez ocurrida la ionización de los
solutos se observo la suma de las entalpias de ionización y neutralización, se
puede decir que estas variaciones obtenidas responden a dificultades cuando se
retiro la primera mezcla para luego colocar una mezcla nueva, también el
destapar el calorímetro permitió que la temperatura de este no se mantuviese
constante ya que habia perdida calor. Por lo que en este caso el calor de
neutralización depende de la temperatura. También una inadecuada agitación de
la mezcla pudo influir al no mantener la homogeneidad en la mezcla.
Bibliografia.
·
Física para la ciencia y la tecnología.
Por: Paul Allen Tipler. Vol 1; 5edicion (editorial reverte)
·
Maron, S.H & Prutton, c.f
(fundamentos nde fisicoquimica)
·
Bottani, E. Odetti Quimica general. Vol
1.
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