Ley De Hess

En esta práctica se determinó experimentalmente el cambio de entalpia mediante el uso del calorímetro aplicando la Ley de Hess para la dilución del sulfato de cobre anhidro y la dilución del sulfato de cobre pentahidratado, teniendo en cuenta para estos cálculos la capacidad calorífica de un calorímetro. Como resultado la capacidad calorífica en agua de un calorímetro fue de C =12.18 4cal/ °C, la dilución del sulfato de cobre anhidro fue de Q = -7589.36cal/mol y por último la dilución del sulfato de cobre pentahidratado con un resultado de Q = 2848.4cal/mol.

OBJETIVOS

Determinar el cambio de entalpía para un proceso a partir de los datos obtenidos mediante el uso del calorímetro.

Aplicar la ley de hess para calcular los cambios de entalpia del proceso.

INTRODUCCIÓN

La Ley de Hess, también conocida como ley de aditividad de las entalpías de reacción fue enunciada en 1840 por el químico ruso Germain Henry Hess. La entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. La entalpia y el cambio de entalpia se expresan mediante las siguientes relaciones respectivamente:

H = U + PV, ΔH = Hprod - Hrect,

donde U es la energía interna, P es la presión y V es el volumen. H se mide en julios.

Por tanto la ley de hess afirma que la variación de entalpía asociada a una reacción química es la misma si la reacción se lleva a cabo una sola

etapa o tiene lugar en varias; sólo depende del estado inicial y del estado final del sistema reaccionante, y no de los posibles estados intermedios. . También se conoce como ley de aditividad de las entalpías de reacción.

METODOLOGÍA

Primero procedimos a determinar la capacidad calorífica de un calorímetro utilizando el calorímetro el cual es un recipiente con paredes diatérmicas, un termómetro y un agitador; se agregó agua a la cual se le conoce la masa y se le determino la T1, después se agregó agua a una temperatura de 75 °C es decir la T2 y de igual masa que la anterior, se agito por unos minutos y finalmente se registró la Tf que es la temperatura de equilibrio de la mezcla, este procedimiento se repitió dos veces con las mismas sustancias.

En la parte I introducimos en el calorímetro sulfato de cobre anhidro al cual le conocemos la masa y le determinamos la T1, después se agregó agua destilada y registramos la T2, se agitó por unos minutos y finalmente se registró la Tf que es la temperatura de equilibrio de la mezcla.

en la parte II introducimos en el calorímetro sulfato de cobre pentahidratado al cual le conocemos la masa y le determinamos la T1, después se agregó agua destilada y registramos la T2, se agitó por unos minutos y finalmente se registró la Tf que es la temperatura de equilibrio de la mezcla.

DATOS Y RESULTADOS

La masa de reactivo CuSO4, se obtuvo de la siguiente manera:

0.025 mol CuSO4*159.639gCuSO4 = 3.99g CuSO4

1 mol CuSO4

La masa de reactivo CuSO4.5H2O, se obtuvo de la siguiente manera:

0.025mol*249.639gCuSO4.5H2O=6.24g CuSO4.5H2O

1 mol CuSO4.5H2O

1. Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro.

Masa agua de grifo (m_1): 60.3830g

Temperatura (T_1): 22°C

Masa agua caliente (m_2): 60.0552g

Temperatura (T_2): 75°C

Temperatura de equilibrio: 46°C

calor especifico del agua: S = 1cal /g°C

Q = C∆T

Qcalorimetro=-(QH_2 Oambiente+QH_2 Ocaliente)

C = (-(m_1 s〖∆T〗_1 + m_2 s〖∆T〗_(2)) )/〖∆T〗_1

QH_2 Oambiente=m_1 s〖∆T〗_1

(60.3830g )( 1cal/(g°C) )(46-22) °C = 1449.192 cal

QH_2 Ocaliente=m_2 s〖∆T〗_2

(60.0552g )( 1cal/(g°C) )(46-75) °C = -1741.600 cal

C = (-(1449.192 +(-1741.600)) cal )/((46-22)°C)

C = 12.18 4cal/ °C

Masa agua de grifo (m_1): 60.1184g

Temperatura (T_1): 21°C

Masa agua caliente (m_2): 60.6498g

Temperatura (T_2): 75°C

Temperatura de equilibrio: 46°C

QH_2 Oambiente

(60.1184g )( 1cal/(g°C) )(46-21) °C = 1502.96 cal

QH_2 Ocaliente

(60.6498g )( 1cal/(g°C) )(46-75) °C = -1758.844 cal

C = (-( 1502.96+(-1758.844)) cal)/((46-21)°C)

C = 10.235 cal/ °C

Promedio:

X ̅ =(12.184+ 10.235)/2=11.210 cal/ °C

2. determinación del Q de la dilución del sulfato de cobre anhidro.

Masa CuSO4 (m_1): 3.9931g

Temperatura (T_1): 24°C

Masa agua destilada (m_2): 50.5355g

Temperatura (T_2): 23°C

Temperatura de equilibrio: 26°C

Q=

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