Calores De Reaccion

CALORES DE REACCION

Facultad de Ciencias Químicas Campus Coatzacoalcos – Universidad Veracruzana

Delgado Vargas, D.; Chávez Segura, G.; Madrazo Cazarin, E.; Sagrero González, J.; Palomeque, J.; Espejo Martínez, B.

Laboratorio de Fisicoquímica – Dr. Benoit Fouconnier

INTRODUCCIÓN

En las diferentes industrias de la región podemos encontrar aplicaciones del calor de reacción en procesos; como es el caso de una caldera para generar vapor donde el calor de reacción para vaporizar el agua es producido al quemar un combustible.

Todas las reacciones químicas van acompañadas de absorción o desprendimiento de energía, que generalmente se manifiestan como calor, dichas reacciones son estudiadas por la termoquímica y calorimetría. La termoquímica es una rama de la Fisicoquímica que estudia los cambios térmicos a las diferentes transformaciones químicas, como son las reacciones químicas, estas se pueden producir a presión constante (abiertas a la atmosfera, a 1 atm) o a volumen constante. Este análisis es puramente teórico, ya que la parte experimental le corresponde a la calorimetría, está encargada de medir el calor en la reacción o un cambio físico y como en la práctica se realizó a presión constante, el calor medido representa el cambio de entalpia.

En la aplicación de las leyes son muy útiles los balances de energía para expresar la entalpia en sistemas reactivos. Cuando el sistema observado desprenda calor hacia sus alrededores la llamaremos reacción exotérmica y este poseerá un diferencial de entalpia negativo, por el contrario, cuando el calor sea absorbido de los alrededores hacia el sistema se conoce como reacciones endotérmicas resultando un diferencial de entalpia positivo. [1]

En la práctica, la entalpia de reacción hR, es la diferencia entre la entalpia de los productos y la entalpia de los reactivo ya que esta representa la cantidad de calor liberado mediante un proceso de flujo estacionario. [2]

Lo anterior mencionado está regido por dos leyes de termoquímica: La Ley de Hess y Ley de Lavoisier-Laplace. Las cuáles resultan ser una aplicación de la primera ley de la termodinámica a la química y por consiguiente la Ley de la conservación de la energía. De acuerdo al tipo de reacción resultaran distintos calores: calores de formación, combustión, absorción, cristalización, solución, neutralización y de ionización.

Para facilitar la determinación de la variación de calor desarrollado en las reacciones en esta práctica es conveniente manejar las ecuaciones termoquímicas (ecuaciones químicas en las que se especifica el intercambio energético) como ecuaciones algebraicas; estas permiten hallar el valor de la entalpia de reacción correspondiente, posteriormente las sumas o restas de tal manera que se puedan cancelar algunos términos y dar lugar a la ecuación termoquímica deseada.

METODOLOGÍA

 Sustancias y materiales

Las sustancias utilizadas en esta práctica fueron; Agua destilada, Acido Sulfurio H2SO4 que es un compuesto químico extremadamente corrosivo y se usa para la síntesis de otros ácidos y sulfatos y en la industria petroquímica; Éter etílico (C2H5)2O es un líquido incoloro con un olor característico y tiende a generar peróxidos en presencia de luz y aire; Nitrato de amonio NH4NO3 un compuesto incoloro e higroscópico, altamente soluble en el agua que se utiliza sobre todo como fertilizante por su buen contenido en nitrógeno duración; Hidróxido de Sodio NaOH también conocido como sosa cáustica es un hidróxido cáustico usado en la industria en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes y en la Industria Petrolera en la elaboración de Lodos de Perforación base Agua.

Los materiales utilizados fueron vasos de pp. de 50 ml y 100 para contener las sustancias, agitador de vidrio para homogenizar la sustancias, termómetros para medir sus temperaturas, pipetas de 10 ml para medir el volumen deseado.

 Realización experimental

Para el desarrollo de esta práctica realizamos tres experimentos, los cuales en cada una de estos se emplearon distintos tipos de reacciones, tales como Reacciones Exotérmicas cuyas se caracterizan por ser aquellas que desprenden energía (calor) y por otra parte Reacciones Endotérmicas que se caracterizan por ser reacciones químicas que absorben energía.

Experiencia No.1

Para la realización de este experimento se tomaron 25ml de H2SO4 colocándose en un vaso precipitado con 8ml de agua agitándose para introducir la ampolleta de éter y luego encender el extremo con un cerillo. Esta experiencia se tuvo que hacer con cuidado ya que la flama que se produjo fue alta.

Experiencia No.2

Se tomaron 10 g de la Sal (NH4NO3) y se registró la temperatura inicial, después de esto se agregaron 5 ml de Agua destilada agitando al mismo tiempo el vaso de precipitado. Concluimos tomando la temperatura final de la solución.

Experiencia No. 3

Para la realización de esto se tomaron 10 gr de NaOH depositándose en un vaso de pp. Y con ayuda de un termómetro se midió su temperatura para después agregarle los 5ml de agua destilada para medir su temperatura final.

RESULTADOS

Experiencia numero uno.

En la tabla se muestra el resultado del calor generado, a partir, de la hidratación de ácido sulfúrico (H2SO4) con agua, como podemos notar la reacción que se llevo a acabo fue una reacción exotérmica. Esta reacción implica la hidratación de las moléculas de ácido sulfúrico para formar y H2SO4.2H2O. La formación del enlace entre el ácido y el agua es la principal causa de liberación de calor. El ácido sulfúrico comercial contiene, por lo general, menos de un 5% de agua, por ello, pocas moléculas del ácido están ya hidratadas.

H2SO4+H2O H3O+ +HSO42-

ΔH del HSO42- -12.88 KJ

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