INDICE

INDICE

Pag.

I. INTRODUCCION

1

II. RESUMEN

2

III. FUNDAMENTOS TERICOS

3

IV. DATOS Y RESULTADOS

6

V. CALCULOS

8

VI. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

11

VII. CONCLUSIONES

12

VIII. RECOMENDACIONES

13

IX. BIBLIOGRAFIA

14

X. APNDICE

15

Cuestionario

INTRODUCCION

En la practica que llevamos a cabo, el objetivo principal es determinar el cambio trmico que acompaa a las reacciones qumicas. Para ello usaremos el concepto de la conservacin de la Energa: La Energa no se crea ni se destruye solo se transforma. Esto quiere decir que a travs de nuestro experimento determinaremos la cantidad de energa que toma o desprende cierta cantidad de reactivos, en este caso cidos y bases que al reaccionar estudiaremos su comportamiento con conceptos previamente estudiados.

RESUMEN

El objetivo principal de esta segunda practica de laboratorio es determinar el cambio trmico que acompaa a las reacciones qumicas.

Las condiciones del laboratorio fueron las siguientes:

P =756 mmHg, T = 21 C y Humedad Relativa = 87%.

En resumen en el transcurso de los experimentos y consultando con libros llegamos a la conclusin que un cido y una base fuerte reaccionan despidiendo una gran cantidad de Energa. Esta se puede medir tomando en cuenta los estados finales e iniciales de sus componentes. Para ello recurrimos a la medida de capacidad de calor fsica del sistema completo mediante el mtodo del calormetro, utilizando la formula utilizada de la gua.

El error porcentual obtenido se debe por varios factores como:

La pesada del Biftalato de Potasio

Valoraciones inexactas con la tcnica del goteo

Materiales parcialmente aseados y secos

Medidas Inexactas del Termmetro.

l calculo del Calor de Neutralizacin (principal Objetivo del Experimento) se obtuvo mediante los datos obtenidos en el Laboratorio y la formula terica obtenida en la gua, su error se debe a los aspectos ya mencionados.

FUNDAMENTOS TEORICOS

Termoqumica

La termoqumica es una rama de la fsica qumica que trata de los cambios trmicos asociados a las transformaciones qumicas y fsicas. Su objetivo es la determinacin de las cantidades de energa calorfica cedida o captada en los distintos procesos y el desarrollo de mtodos de calculo de dichos reajustes sin recurrir a la experimentacin.

Desde u punto de vista practico es esencial conocer si en una reaccin especifica hay absorcin o desprendimiento de calor y en que proporcin a fin de ayudar su remocin o de suministrar el que sea necesario. Resulta imperioso estudiar la determinacin experimental de los calores de reaccin, tanto como los principios termodinmicos para evaluar los cambios sin recurrir a la experiencia.

Que es un Proceso Termoqumico?

Para medir los cambios de Energa en un proceso fsico qumico es necesario llevar experimentos controlados. Obviamente, estos experimentos deben estar limitados a una porcin infinita del Universo o de un sistema. Por ejemplo, si deseamos medir el calor que interviene a l neutralizar un cido y una base, el sistema esta limitado a las dos soluciones en estudio.

La energa calorfica que interviene en una reaccin de neutralizacin se puede medir mediante un calormetro y esta informacin combinada con la ecuacin qumica, da la ecuacin termoqumica. La energa desprendida en una reaccin exotrmica se expresa con un signo negativo para mostrar que un sistema pierde energa al cambiar.

Para la neutralizacin de un cido fuerte con una base fuerte, tenemos:

HCl + NaOH ( NaCl + H2O ( H = -13.7 KcalQue significa?

En una reaccin de neutralizacin el sistema incluye 1 mol de H+ y una mol de OH- a 25C, con un contenido calorfico inicial H1, la reaccin del sistema produce 1 mol de H2O con un contenido calorfico H2.

Ahora ( H es H2 - H1, y ya que el contenido de calor de agua es menor que el de los reactivos el ( H es negativo, lo que muestra que el sistema pierde energa como resultado de la reaccin.

H+ + OH-( H2O ( H = -13.7 Kcal

Tipos de reacciones termoqumicas

Se pueden clasificar bajo dos conceptos:

De acuerdo al calor involucrado, se clasifican en reacciones exotrmicas, en las que hay liberacin de calor, y reacciones endotrmicas, en las que se presenta absorcin de calor.

De acuerdo al proceso qumico involucrado, el calor puede ser de neutralizacin, solucin, hidratacin, disolucin, formacin , reaccin, combustin, etc.

Algunos conceptos bsicos

Calor.- Es una forma de energa, debido al movimiento de las molculas. El calor es una energa en transito (de frontera a frontera) que intercambian los cuerpos debido exclusivamente a la diferencia de temperaturas entre los cuerpos.

Cantidad de calor (Q).- Es la medida de energa en forma de calor, que ingresa o sale de un cuerpo. El calor es un flujo energtico que fluye espontneamente desde el cuerpo de mayor hacia el cuerpo de menor temperatura.

Unidades del calor

Calora (cal).- Es la cantidad de calor que se debe entregar o sustraer a un gramo (1 gr) masa de agua para que su temperatura aumente o disminuye en (T = 1C estrictamente de 14.5C a 15C.

Kilocalora (kcal).- Es la cantidad de calor que se debe entregar o sustraer a un kilogramo (1 Kg) masa de agua para que su temperatura aumente o disminuya en (T = 1C, estrictamente de 14.5 C a 15.5 C.

1 Kcal = 1000 cal

1 cal = 4.2 Joule

Capacidad calorfica (C).- Es la cantidad de calor que se debe entregar o sustraer a una sustancia, tal que, su temperatura aumenta o disminuya en un grado centgrado (1 C) o su equivalente. Unidades (cal/C , J/C).

Calor especifico (C.e).- Es al cantidad de calor que se le debe entregar o sustraer a cada unidad de masa de una sustancia., tal que su temperatura aumente o disminuya en una unidad. Tambin se le define como la capacidad calorfica por cada unidad de masa de una sustancia. Unidades (cal/g.C , J/Kg.C)

DATOS Y RESULTADOS

Volmenes y Temperaturas Iniciales

Procedimiento: En el termo aadimos 150ml de agua fra a una Temperatura de 19 C y en la pera aadimos 150ml de agua tibia previamente calentada en la hornilla. A una temperatura de 35 C.

Volumen inicial(ml)Temperatura inicial (oC)

Agua fra de cao en el Termo150 ml19 C

Agua Tibia en la Pera150 ml35 C

Temperatura final de la mezcla

Temperaturas tomadas cada 10 s

T1(mezcla)23.5 C

T2(mezcla)24 C

T3(mezcla)24.6 C

Temperatura Constante25 C

Datos para hallar la Concentracin de la Base

Procedimiento: Tenemos el Peso del cido en este caso del Biftalato aadimos 2 gotas fenoltaleina como reactivo y valorizamos obteniendo los ml gastados de base que son 8.5 ml para luego con formula encontrar la Concentracin de esta.

Datos Tericos

COMPUESTOPeso Molecular (M) (gr./mol)

Biftalato de Potasio C8H5KO4

204.2279

Hidrxido de Sodio NaOH39.9971

cido Clorhdrico HCl36.4609

WBiftalato de Potasio = Wtotal - Wpapel

WBiftalato de Potasio = 0.5994 g 0.2882 g

Peso del biftalato de potasio(gr)0.3112

Peso Equivalente del Biftalato de Potasio204.228

Volumen gastado de la Base (NaOH) (ml)8.5

Datos para hallar la concentracin del cido

Procedimiento : Tenemos 2ml de cido aadimos 3 gotas de Fenoltaleina para luego valorizar obteniendo 8.45 ml

Volumen utilizado de HCl (ml)2

Volumen gastado de NaOH (ml)8.45

En la neutralizacin

Temperaturas

HCl (acido)21 C

NaOH (base)20.5 C

Temperatura en equilibrio22 C

CALCULOS

Para Hallar la concentracin de la Base

#Eq ga = #Eq gb

#Eq g = W de la sustancia

Peso Equivalente

Wb =

Peso del Biftalato de Potasio

PEb =

Peso Equivalente del Biftalato

Nb =

Normalidad de la Base

Vb =

Volumen de la Base.

Nb = 0.179

Hallando la Concentracin del cido

Na . Va = Nb . VbNa = Normalidad del cido

Nb = Normalidad de la Base

Va = Volumen del cido

Vb = Volumen de la Base

Na . (0.002) = (0.179) . (0.0085)

Na = 0.761EN LA NEUTRALIZACION

Va + Vb = 300

(0.760) Va - (0.179) Vb = 0

Resolviendo el sistema :

Va(PERA) = 57 ml

Vb (TERMO) = 243 mlHallando la Capacidad Calorfica del Sistema

(Te - Th) . m . Ce = (Tf - Te) . C`

Te = Temperatura en equilibrio

Tf = Temperatura fra

Th = Temperatura tibia

m = masa

Ce = Calor especifico del agua

C` = Capacidad calorfica

(25 19) (150) (1) = (35 25)C

( C = 90 cal/C

C = C` + m . CeC = 90 + 150 (1) = 240 cal/C

Hallando el Calor de Neutralizacin

Q = C( T2 T1)/ mol-g de H2O

Donde :

T2 = Temperatura de equilibrio

T1 = Promedio de las Temperaturas del cido y la base

C = Capacidad calorfica

EMBED Equation.3 CALCULO DEL % ERROR

ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

La cantidad de calor que se pierde en el sistema no es precisa, ya que intervienen diversos factores, como el termo, la temperatura ambiente, la temperatura de la pera y otros elementos.

Al analizar nuestros resultados vemos que el error obtenido es un poco alto. Esto se debe a varios aspectos ya especificados anteriormente

CONCLUSIONES

Unas de las conclusiones ms importante es la influencia que tiene las condiciones ambientales, tales como la temperatura, humedad relativa, presin, etc. En l calculo de neutralizacin.

Decimos que la Temperatura es determinante en este calculo ya que afecta en la reaccin de un cido y bases fuertes.

El caso de la base que utilizamos, NaOH, por ejemplo, es hidroscpica es decir, que absorbe la humedad del ambiente con gran facilidad y rapidez. Por eso hay que tener mucho cuidado con el uso de ella.

RECOMENDACIONES

Para evitar los errores obtenidos en el experimento, lavar bien los materiales y enjuagarlos bien para evitar partculas extras en las soluciones a titular.

En el Procedimiento de Valoracin debemos tener mucho cuidado con el desperdicio.

Tener una buena ubicacin para una acertada visualizacin del experimento.

No dejar destapada ningn reactivo o sustancia a usarse ya que como hemos explicado anteriormente factores ambientales influyen en el experimento

BIBLIOGRAFA

Shoemaker, David P. y Garland, Carl W.

Experimentos de Fisicoqumica

1 edicin en espaol - 1968

Editorial Hispanoamericano

Termoqumica, Pgs. 90-115

Pons Muzzo, Gaston

Fisicoqumica

3 edicin Lima, 1975

Editorial San Marcos

Capitulo 3 Termoqumica, Pgs. 86-127

Maron S. Y Prutton C.

Fundamentos de Fisicoqumica

1 edicin New York, 1957

Editorial Mc Millan

Capitulo 4 Termoqumica, Pgs.143-164

Perez Terrel, Walter

Fsica Teora y problemas

2 edicin Lima, Peru, 1992

Editorial San Marcos

Capitulo 11 Calor, Pgs. 433 440

Tipler, Paul A.

Fsica

3 edicin Espaa, 1995

Editorial Reverte S.A

Capitulo 16 Calor y primer principio de la termodinmica, Pgs. 517 - 546

Chang, Raymond

Qumica

6 edicin Mxico 1999

Editorial Mc Graw Hill

APNDICE

CUESTIONARIO

1. En qu se diferencia el calor de neutralizacin del calor de reaccin.

El calor de reaccin siempre es un desprendimiento exotrmico (libera calor) o endotrmico (sustrae calor) y depende de los solventes; mientras que el calor de neutralizacin es el calor necesario para que se realice la neutralizacin de la base con el cido, este calor es esencialmente constante e independiente de la naturaleza del cido o base. Porque el proceso de neutralizacin comprende nicamente la combinacin del ion hidrgeno e hidroxilo para formar agua no ionizada. Como este proceso es igual en toda neutralizacin, el valor correspondiente de (H ser constante para cada mol de agua formada.

2. Definir calorimetra y describir el funcionamiento.

El calormetro es aquel recipiente trmicamente aislado que se utiliza para determinar el calor especifico de un slido o liquido cualquiera; para ello se sigue el siguiente procedimiento:

a) El cuerpo cuyo calor especifico se desea calcular se calienta hasta una temperatura superior a la del calormetro y el liquido que contiene.

b) El cuerpo as calentado se sumerge en el liquido que contiene el calormetro, de manera que el liquido y el calormetro se calientan mientras que el cuerpo sumergido se enfra. Al final todo el sistema queda a una sola temperatura, llamada temperatura de equilibrio. Si se desprecia las prdidas de calor con el medio ambiente, se puede decir entonces que el calor perdido por el cuerpo caliente es igual al calor ganado por el calormetro y el liquido contenido en l.

3. Explicar la ley de Hess mediante un ejemplo.

Si una reaccin procede en varias etapas, y a su vez esta suma es idntica a la que tendra lugar por absorcin o desprendimiento en una reaccin que procediera en una sola etapa. A esta generalizacin se la conoce con el nombre de Ley de Hess.

Este principio hace factible calcular los calores de muchas reacciones cuya medicin directa no es posible o deseable realizar. En estos clculos las ecuaciones termoqumicas se manejan como si fueran ecuaciones algebraicas ordinarias, sumndose, restndose y multiplicando o dividindose. La manera, de realizarlo se ilustra con el siguiente ejemplo:

Supongamos que se busca (H de la reaccin.

2C(S) + 2H2(g) + O2(g) = CH3COOH(l) (H25C = ?

(12)

que no se puede determinar directamente. Pero se encuentran disponibles las mediciones calorimtricas siguientes:

CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)

(H25C = -208.340 cal (12a)

C(S) + O2(g) = CO2(g)

(H25C = -94.050 cal (12b)

H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

(H25C = -68.320 cal (12c)

Si ahora multiplicamos las ecuaciones (12b) y (12c) por 2 y las sumamos, obtendremos:

2C(S) + 2O2(g) = 2CO2(g)

(H25C = -188.100 cal

2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)

(H25C = -136.640 cal

2C(S) +2H2(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)

(H25C = -324.740 cal (12d)

y por sustraccin de la ecuacin (12a) de la (12d) resulta

2C(S) + 2H2(g) + O2(g) = CH3COOH(l)

(H25C = -116.400 cal

Este es el calor de reaccin a presin constante de la ecuacin.

PAGE 16

_1050584372.unknown

_1050589404.unknown

_1050589426.unknown

_1050584430.unknown

_1050580388.unknown

_1050580247.unknown