EVALUACIÓN DEL CAMBIO DE FASE DE HIELO SECO

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TERMOQUÍMICA

Sergio Monroy1, Erik Gamboa2

1. Cód: 117004220, Ing. Agroindustrial.

2. Cód: 117004212, Ing. Agroindustrial.

Facultad de ciencias agropecuarias y recursos naturales

Programa Ing. Agroindustrial.[pic 2]

RESUMEN: En el desarrollo de la práctica se construyó un calorímetro adiabático con fin de obtener los valores del calor liberado en una reacción exotérmica de neutralización entre un ácido como fue le HCL y una base como el NaOH ambos con igual concentración, para esto luego de la elaboración se procedió con la calibración y la obtención del parámetro de la capacidad calorífica del calorímetro construido para finalizar con la toma de resultados de la reacción de neutralización.

Palabras Claves: calorímetro, adiabático, exotérmico, neutralización. [pic 3]

1. MARCO TEORICO 

Las reacciones químicas van acompañadas de cambios de energía que, generalmente, corresponden a la absorción o desprendimiento de calor. Las reacciones químicas como las de combustión en las que se produce desprendimiento de calor reciben el nombre de exotérmicas. Los procesos en los que el sistema absorbe calor, como la fusión del hielo, son endotérmicos. La cantidad de calor absorbido o desprendido en cualquier proceso físico o químico depende de las condiciones experimentales en que se efectúe el proceso. Los dos casos más frecuentes son procesos a presión constante (reacciones en recipiente abierto, P = 1 atm) o procesos a volumen constante (reacciones en recipiente cerrado herméticamente, ΔV = 0). La magnitud termodinámica utilizada para expresar el calor liberado o absorbido por una reacción química cuando el proceso se lleva a cabo a presión constante, qp, se denominada entalpía, H. Por convenio el calor absorbido por el sistema tiene valor positivo y el liberado valor negativo. Por tanto; Para reacciones endotérmicas: ΔH = qp > 0 Para reacciones exotérmicas: ΔH = qp < 0 En el laboratorio para medir el calor absorbido o desprendido en una reacción química se utiliza un recipiente llamado calorímetro. Para las reacciones que tienen lugar a presión constante se usa un calorímetro formado por un vaso aislado térmicamente (vaso Dewar). Este tipo de calorímetro es útil para medir la cantidad de calor que se desprende en reacciones que tienen lugar en disolución acuosa tales como reacciones de neutralización ácido-base y calores de disolución. Midiendo los cambios de temperatura de la disolución se puede establecer la cantidad de calor asociado a la reacción química. Los cambios de temperatura dependen de la capacidad calorífica del calorímetro y de la capacidad calorífica del agua (o de su calor específico).

Las reacciones que ocurren en la naturaleza, en el laboratorio y en los seres vivos se llevan a cabo bajo condiciones de presión atmosférica constante. Los químicos utilizan el término entalpía (H), o contenido de calor, para expresar el calor liberado o absorbido en reacciones o procesos físicos que ocurren a presión constante. Estos cambios de calor, o cambios de entalpía, se representan como ΔH. El símbolo Δ representa el cambio. Para una reacción química, ΔHrxn representa la diferencia entre la entalpía de los productos y la entalpía de los reactivos:

ΔHrxn = H(productos) - H(reactivos).

Determinación de la Entalpía de Hidratación

de una Sal

El cambio de energía asociado al proceso en que un soluto se disuelve en un disolvente se conoce como la entalpía de solución. Si el disolvente es agua, entonces se habla de entalpía de hidratación. El calor de solución depende de la concentración final de la solución y es el resultado neto de la energía necesaria para romper enlaces o atracciones entre las partículas del disolvente y las partículas del soluto y la energía que se libera al establecerse las atracciones entre el soluto y el disolvente. Si la energía de las atracciones soluto – disolvente es mayor que la energía necesaria para separar las partículas del soluto y las partículas del disolvente, en el proceso de disolución se libera energía y el proceso es exotérmico. La entalpía para este proceso se presenta con un signo negativo, - ΔH sln, pues en este caso energía pasa del

sistema al ambiente. Por ejemplo, cuando 40 g de cloruro de calcio se disuelven en 100 mL de agua la temperatura puede aumentar de 20°C a casi 90°C.

1. RESULTADOS Y ANÁLISIS  

Todas las reacciones de hidratación son reversibles, podemos recuperar los reactivos originales.

Las reacciones que se trabajaron en esta práctica son reversibles y sus productos reaccionan inmediatamente para volver a los reactivos, esto de forma cíclica.

1. Hidratación cloruro de sodio.

Tabla°1. Determinación de entalpia NaCl.

Calor Absorbido por la Mezcla

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Calor liberado por Calorímetro.

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Entalpia de hidratación.

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La reacción de hidratación del cloruro de sodio se observó una caída en la temperatura de la mezcla dentro del calorímetro de un grado centígrado (°C), se determinó con ayuda de los cálculos de entalpia (△H) que es una reacción endotérmica, es decir que absorbe energía del medio esto es consecuente con la caída de la temperatura de la mezcla.    

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