Practica De Laboratorio

Trabajo práctico

Calor de la reacción de descomposición del agua oxigenada

Objetivo

Determinar el calor de reacción para la descomposición del agua oxigenada.

Introducción

Se prepara una solución de H2O2 de concentración conocida y se la coloca en un

calorímetro con termocupla conectado a la atmósfera a través de un

caudalímetro (Figura 1). Se agrega catalasa a la solución y se tapa

herméticamente el calorímetro. A partir del agregado de catalasa se realizan

medidas simultáneas del tiempo transcurrido, la temperatura y el caudal de gas

desprendido

Debido a que la reacción es exotérmica y el sistema adiabático, se produce un

aumento de la temperatura:

Δ = p = Δ + Δ = 0 reaccion calentamiento H Q H H ; con H m c K T calentamiento p Δ = ( + )Δ .

Aquí m y cp son la masa y el calor específico de la solución respectivamente, K

es la constante del calorímetro y ΔT es el incremento observado de la

temperatura. El primer término en calentamiento ΔH representa el calor necesario

para elevar la temperatura de la solución desde T1 hasta T2. El segundo término

tiene en cuenta el calor necesario para calentar el calorímetro y las pérdidas de

calor que se producen porque el calorímetro no es ideal. El valor de K debe ser

obtenido experimentalmente (parte B de la experiencia).

Las pérdidas de calor del calorímetro pueden producirse por: a) conducción, b)

convección, c) radiación. En nuestro caso, por tratarse de un calorímetro

espejado, de doble pared evacuada, las pérdidas se reducen a conducción. A

esto debemos sumar el efecto de calentar las paredes del calorímetro. Para

evaluar K, se coloca en el calorímetro una masa conocida de agua, a aprox.

20°C, y una vez estabilizada su temperatura, se le agrega una cantidad conocida

de agua a otra temperatura. Se observará un gráfico como el de la Figura 2. La

zona 1, representa la variación de temperatura de la primer masa de agua; la

zona 2 la temperatura inmediatamente luego de producirse el agregado del agua

a mayor temperatura; la zona 3 representa la temperatura del calorímetro

cuando la situación se estabiliza. El máximo que aparece en la zona 2 se

produce porque se transfiere calor del agua a las paredes del calorímetro hasta

llegar casi a un equilibrio térmico. El leve descenso que se produce en la zona 3

se debe a las pérdidas de calor por conducción.

Precauciones:

La catalasa es sensible al pH del medio, siendo el pH óptimo igual a 7.

Pequeñas variaciones del pH la inhiben y grandes variaciones producen su

degradación. Como el pH de las soluciones comerciales de H2O2 es 4, se

utilizará un buffer de fosfato. La enzima también es sensible a la temperatura. En

Fisicoquímica - UNQ

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este caso la temperatura de desnaturalización es 60 °C. Las condiciones de este

trabajo práctico han sido elegidas tal que no se llegue nunca a esa situación.

Procedimiento experimental

A) Titulación de la solución de H2O2 comercial utilizada.

1) Preparar 250 ml sol 0,1N de KMnO4 en el momento de usar (es inestable).

2) Preparar 100 ml de solución 5 partes de agua / parte H2SO4.

3) Tomar 5 ml de H2O2 comercial, colocarla en matraz de 500 ml y enrasar.

4) Colocar en un erlenmeyer, 10ml de la solución (3), agregar 10ml la solución (2)

y titular con la solución O,1N de KMnO4 desde bureta de 25 ml.

Nota: Las primeras gotas de KMnO4 se decoloran lentamente, pero luego el

Mn++ presente cataliza la reacción.

B) Determinación de las pérdidas del calorímetro:

1)

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