Determinación del calor de dilución del ácido sulfúrico

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Universidad Nacional                          Autónoma de México

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Facultad de Estudios Superiores Zaragoza

Determinación del calor de dilución del ácido sulfúrico.

BHI

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RESUMEN

Se determinó experimentalmente el calor de dilución de ácido sulfúrico 0.1980 M en 300ml de agua.

Primero se preparó la disolución titulante que fue NaOH y se estandarizo con Biftalato de potasio 0.4M, después se realizó la disolución del ácido sulfúrico en el calorímetro para medir las diferencias de temperaturas presentes en el sistema, posteriormente se titularon las disoluciones de Ácido sulfúrico del calorímetro con el NaOH estandarizado y se obtuvieron las concentraciones de las disoluciones de ácido sulfúrico.

Al final de la experimentación se obtuvo que el calor de dilución para una disolución de 300ml de agua cuya concentración promedio 0.1980 M fue de 23.4535 calorías.

INTRODUCCIÓN

El objetivo general de la realización de la práctica es conocer el calor liberado por una disolución de ácido sulfúrico a determinada concentración.

Las reacciones que se producen internamente en el calorímetro a su vez producen calor, la suma de todo el calor generado internamente en el calorímetro debe ser cero, es decir que el calor generado por las reacciones deberá ser absorbido por el sistema.

          Ecuación 1. Suma de los calores internos del sistema.[pic 4]

El proceso de disolución de una sustancia suele ir acompañado de una absorción o desprendimiento de calor que, referido a un mol de sustancia, se conoce con el nombre de “calor molar de disolución”. Sin embargo, esta magnitud no es constante sino que depende de la cantidad de disolvente y, por lo tanto, de la concentración de la disolución. Al disolver gradualmente una masa de sustancia en una cantidad de disolvente dada, la composición de la disolución varía desde la del disolvente puro hasta la de la disolución final.

El calor liberado por el ácido sulfúrico puede ser tomado de tablas de libros con estudios al respecto, ajustado al volumen de agua utilizado y la concentración de la disolución.

Cuadro 1. Calor liberado al añadir ácido sulfúrico a 100ml de agua[pic 7]

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Sin embargo, es más interesante conocer la cantidad de calor absorbida o desprendida por mol de sustancia en el proceso completo, es decir, cuando se disuelve toda la sustancia en la cantidad de disolvente elegida.

La experimentación al ser una reacción exotérmica en la que es necesario medir una diferencia de temperatura se debe llevar a cabo en un sistema cerrado a presión constante, es decir, en un calorímetro del cual se debe conocer su conocer su constante calorimétrica por grado centígrado.

La experiencia consiste en diluir una masa conocida de ácido sulfúrico en una cantidad medida de agua y, a partir de la variación de temperatura, determinar el calor de la disolución.

Al realizar la reacción de disolución de ácido sulfúrico y agua destilada se obtiene cierta elevación de temperatura, esta elevación corresponde al cambio de la temperatura durante la reacción entre ácido sulfúrico y agua, después de un proceso de titulación a dicha solución ácida se pudo conocer la molaridad de la disolución de ácido sulfúrico y así mediante una interpolación con los datos del Cuadro 1 para conocer el calor del ácido según nuestra concentración y con un balance de calor involucrando al del ácido, agua y el calorímetro se determinara el calor de disolución del ácido sulfúrico en un volumen determinado de agua.

DISEÑO EXPERIMENTAL

Materiales:

• Calorímetro
• Matraz Erlenmeyer 50ml x7
• Bureta 25ml
• Pipeta volumétrica 10ml
• Pipeta graduada 5ml 1/10
• Soporte universal
• Pinzas dobles de presión
• Parrilla de agitación
• Embudo tallo corto
• Vaso de precipitado 250ml
• Termómetro

Método:

Preparación y estandarización NaOH 0.4 M

1. Encender estufa a 120°C y esperar a que alcance esta temperatura (medirla con termómetro).
2. Colocar el Biftalato de potasio en un vaso de precipitado de 250ml seco e introducir el vaso con el Biftalato a la estufa a 120°C durante 1 hora.
3. Después de haber pasado la hora sacar el vaso con el Biftalato de potasio de la estufa y colocar en un desecador.
4. Tarar en balanza granataria un vaso de precipitado de 250ml y pesar aproximadamente 4.8g de NaOH.
5. Agregar 100ml de agua destilada al vaso con el NaOH y disolver, agregar otros 100ml de agua y transvasar a un frasco previamente etiquetado y que cumpla con las especificaciones para almacenar NaOH, agregar 100ml de agua destilada al vaso de pp, lavar y agregar al frasco con el NaOH.
6. Tarar papel glacin en balanza analítica y pesar 0.816g de Biftalato de potasio. X7
7. Colocar el Biftalato pesado en un matraz Erlenmeyer de 50ml y agregar 10ml de agua destilada con pipeta volumétrica.
8. Llenar bureta de 25ml con la disolución de hidróxido de sodio.
9. Colocar un matraz con KBif en la parrilla de agitación, colocar el agitador y agregar 1 gota de indicador fenolftaleína.
10. Titular el Biftalato con el NaOH y anotar gasto cuando la disolución en el matraz vire.

Determinar el calor de disolución.

1. Pesar 300g de agua destilada y agregar al calorímetro, medir la temperatura del calorímetro en función del tiempo.
2. En campana de extracción pipetear 3.2ml de ácido sulfúrico y agregar al calorímetro midiendo la temperatura de la disolución (la máxima y hasta que sea constante).

Titulación del Ácido Sulfúrico

1. Con pipeta volumétrica de 10ml tomar alícuotas del ácido en el calorímetro y colocar en matraz Erlenmeyer de 50ml.
2. Llenar bureta con la disolución de NaOH estandarizado.
3. Colocar el matraz en parrilla de agitación y agregar agitador magnético y una gota de indicador anaranjado de metilo.
4. Titular la disolución de ácido sulfúrico con el NaOH y anotar gasto cuando la disolución vire.

RESULTADOS

Tabla 1. Estandarización NaOH

Tabla 2. Titulación H2SO4

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