Termoquinica

RESUMEN

Al querer encontrar el calor de neutralización de una solución básica con una solución acida se debe pasar por cuatro etapas, en la primera etapa se debe calcular α que es el coeficiente de enfriamiento con la siguiente expresión , para dicho objetivo se toman medidas de temperatura y tiempo, el coeficiente de enfriamiento nos sirve para poder corregir las temperaturas; en la segunda etapa se debe calcular π que es la constante equivalente del calorímetro, para calcular esta constante se necesitan tomar datos de la masa en frió, la masa en caliente, la temperatura inicial, la temperatura fina, la temperatura de equilibrio y el tiempo de equilibrio, en la tercera etapa calcularemos el calor de disolución de la reacción para así calcular el calor de neutralización de cada una de las soluciones tanto acida como básica, con la siguiente formula:

y

Para lo cual es necesario tomar los siguientes datos: volumen de agua, la concentración, la temperatura inicial y final; en la cuarta etapa el objetivo es hacer uso de las anteriores etapas y calcular el calor de neutralización para la reacción, para esto se hace uso de la siguiente formula: para lo cual se debe tomar datos de tiempo y temperatura inicial y final.

Una vez concluidas las experiencias y registrando sus respectivos datos, se procedió a los cálculos con ayudad de las formulas que se reflejan en el fundamento teórico, así los valores hallados son:

El coeficiente de enfriamiento del calorímetro es:

▭(α=-0.03375[ºC])

La constante equivalente para el calorímetro es:

π = -4.32 [cal/ºC]

El calor de neutralización obtenido es:

QN = 0,491 [Kcal]

El valor teórico del cambio de entalpia es:

Hº=-1491,5097[Kcal]

El rendimiento es: %= 100%

TERMOQUÍMICA

CALOR DE NEUTRALIZACÓN

INTRODUCCION

En los procesos químicos la medida de calor que se absorbe o se liberan se efectúan:

A V = Cte. sistemas cerrados (bombas calorimétricas)

A P = Cte. Sistemas abiertos (frasco Dewar)

La medida del calor depende:

De la cantidad de materia

De los cambios de Temperatura

Estado de agregación molecular

Los cambios de temperatura se miden en sistemas aislados.

OBJETIVOS

Determinar el calor de neutralización acido-base (cambio de entalpia), empleando un método adiabático para comparación con el valor teórico.

Calcular el rendimiento del proceso químico, estableciendo una relación de cambio de entalpia de neutralización experimental (Hºexp) al cambio de entalpia de neutralización teórico (Hºteorico).

FUNDAMENTO TEORICO

Las ecuaciones químicas son descripciones incompletas de cambios, que se pueden hacer completas especificando la temperatura y presión de cada sustancia, junto con su estado de agregación o estado físico y la energía involucrada por la reacción.

En calorimetría generalmente el cambio de entalpía, ∆H se determina a presión constante, usando un calorímetro de solución, tal como un frasco o vaso aislado "un termo" o "frasco Dewar".

Aquí, se considera la determinación de ∆Q, siendo ∆Q = ∆E ó ∆H, ya que ∆Q es una función de estado, por depender de su estado inicial y de su estado final, expresándose:

Siendo: Ci (Cv ó Cp), capacidad calorífica del calorímetro y es constante para cambios razonables de temperatura.

Calor de Neutralización.

Es el calor necesario para la formación de una molécula de agua líquida a partir de un ión hidrógeno y otro ión oxidrilo, dichos iones provienen de una solución ácida y básica respectivan1cnte, esto es:

La reacción de neutralización completa es, a partir de las sustancias químicas respectivas:

HCI(ac) + NaOH(ac) → NaCI(ac) + H2O(ac) + Q

Los calores de las reacciones (2) y (3) se distinguen entre sí en el calor de disolución de los reactivos de NaOH y HCl.

Además, el calor de neutralización se determina como la cantidad de calor que se genera en el calorímetro más los calores de disolución de los dos reactivos, esto es:

En la práctica, también se escribe como:

Las sales iónicas que se disuelven, lo mismo que los electrólitos fuertes, presentas sus propias capacidades caloríficas, esto se muestra a continuación.

Siendo:

Es importante mencionar que durante la medida de la variación de calor en un calorímetro se tiene dos inconvenientes; primero el enfriamiento natural de! sistema, lo cual exige la determinación del perfecto aislamiento del calorímetro o lo que es lo mismo determinar el coeficiente de enfriamiento del calorímetro: el segundo inconveniente se refiere a que, parte del calorímetro y sus accesorios absorben una cierta cantidad de calor durante el proceso de la variación de calor, por tanto es necesario determinar esta cantidad de calor, en términos de calor equivalente del calorímetro, que es una constante.

Las ecuaciones que se usan para determinar el coeficiente de enfriamiento (α), y la constante equivalente del calorímetro (π), son las siguientes expresiones:

...