Termodinamica De Reacciones

I. Determinación del Calor de reacción del Cloruro de amonio (NH4Cl)

Fundamento:

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 o procesos a volumen constante. En el laboratorio para medir el calor absorbido o desprendido en una reacción química se utiliza un recipiente llamado calorímetro. En el cual se determina la cantidad de energía que se transfiere al agua cuyo ascenso o descenso de temperatura se mide con un termómetro de precisión. Conociendo la cantidad de agua de la que está lleno el calorímetro, su calor especifico y la variación de temperatura se calcula el calor de reacción.

Desde un punto de vista práctico es esencial conocer si en una reacción específica hay absorción o desprendimiento de calor y en qué proporción a fin de ayudar su remoción o de suministrar el que sea necesario. Resulta imperioso estudiar la determinación experimental de los calores de reacción, tanto como los principios termodinámicos para evaluar los cambios sin recurrir a la experiencia.

Referencia:

• Fundamentos de fisicoquímica. S.H. MARON

En el caso de nuestra reacción, es una reacción de carácter endotérmico, entonces se mide el descenso en la temperatura del agua.

Objetivo:

Determinación la cantidad de calor absorbido al disolver cloruro de amonio sólido en agua.

Procedimiento:

El frasco Dewar proporciona un medio sencillo pero efectivo para conservar, dentro de un valor muy bajo, la velocidad de intercambio calórico con el medio ambiente. La cubierta lleva un termómetro sensible a 0.01° y un agitador de poliestireno. El matraz interior sirve para mantener un reactivo separado del otro aunque dejando que ambas soluciones lleguen a la misma temperatura antes de que se efectué la reacción. En el momento propicio se utiliza aire comprimido, para forzar la salida del reactivo que va en el matraz anterior. Conviene usar aire saturado con agua para disminuir en todo lo posible el efecto refrescante de la evaporación. Si el reactivo que va en el matraz interior es el reactivo limitante, el pico del tubo de salida deberá estar lo suficiente bajo como para que, después de haber forzado la evacuación del reactivo, quede debajo de la superficie del líquido.

Cuando el aparato esté listo para una corrida se monta con las soluciones reactivas colocadas en su lugar, estas se agitan hasta que el sistema alcance el equilibrio térmico. Entonces se registra la temperatura, el segundo reactivo es forzado a salir del matraz para mezclarlo con el primero y se pone a caminar el cronometro. Las lecturas de la temperatura se toman a intervalos de 1 min, hasta que se ha llegado a una velocidad constante de cambio.

1.-En una balanza pesar entre 10 y 11 gramos de NH4Cl sólido.

2.-Medir 50 mL de agua destilada, anotar su temperatura y añadirlos al calorímetro.

3.-Añadir el NH4Cl sólido al calorímetro. Agitar vigorosamente y anotar la temperatura en intervalos de 1 minuto.

4.-Comprobar que todo el sólido se ha disuelto antes de realizar la primera medida de temperatura.

Calcular calor de disolución

Para determinar por medio de fórmulas el calor de la reacción se puede realizar la gráfica T/t y determinar, el tramo recto, a tiempo cero para determinar To. Con los datos te tiempo (t) y temperatura (T) y con la constante que nos dio, resultado de la calibración del calorímetro (Kcalorimetro), que es la cantidad de calor que absorbe el calorímetro por grado de temperatura, se puede determinar el calor de disolución del cloruro de amonio restando la cantidad de calor que absorbe el calorímetro a la cantidad de calor total del medio. Se debe tomar en cuenta los moles de sal de cloruro de amonio que se introdujeron en el calorímetro y también se debe calibrar el calorímetro para determinar su K antes de realizar la práctica.

NH4Cl(s) + H2O(l) → NH4+(ac) + Clˉ(ac)

II. Estudio cinético de la disolución del Cloruro de amonio (NH4Cl) en agua (H2O) en el laboratorio.

Fundamento

La cinética

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