Termoquimica

Guía de Trabajos Prácticos

Fisicoquímica – Ingeniería Química

Trabajo Práctico N° 1:

Termoquímica

OBJETIVO

Determinar la isoterma de solubilidad del ácido benzoico y efectuar el cálculo del calor molar

de solución.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Cuando un sólido se pone en contacto con un líquido en el cual puede disolverse, cierta

cantidad del mismo pasa a la disolución, hasta que la disolución se satura. La cantidad de

sustancia que se disuelve depende de la temperatura; la solubilidad de la sustancia. El número

de gramos de una sustancia disueltos en una determinada masa del disolvente puede tanto

aumentar como disminuir cuando se incrementa la temperatura, según sea la disolución

endotérmica o exotérmicamente.

En todas las determinaciones de la solubilidad es necesario, no sólo determinar la cantidad de

sustancias disuelta en la disolución, sino también indagar la naturaleza de la fase sólida en

equilibrio con la disolución. En todos los casos, sin embargo, la curva de solubilidad de

cualquier sustancia es continua en tanto que la sustancia sólida en contacto con la disolución

permanezca invariable en su naturaleza. Sin embargo, si en la fase sólida ocurre algún

cambio, la curva de solubilidad presentará una "quebradura" o sea un cambio discontinuo en

su dirección.

La variación de la solubilidad con la temperatura a presión constante puede ser estudiada

mediante la aplicación de la ecuación:

2

P

RT

H

dT

d(lnS) 

 (1)

que se deduce a partir de consideraciones termodinámicas.

En esta expresión H es el calor diferencial de solución correspondiente al proceso:

A (sólido)  A (sol. saturada)

Es decir H=HA(sol. saturada) -HA(Sólido)

TÉCNICA OPERATIVA

1. Se calienta la solución saturada de ácido benzoico hasta que se haya disuelto todo el

sólido. (prácticamente hasta ebullición, se forman cristales grandes que resultan convenientes

para el trabajo) La solución se debe mantener a una temperatura superior a 60°C porque el

equilibrio se alcanza más fácilmente por enfriamiento

2. La solución a 50-60°C, se coloca en un tubo de vidrio, se sumerge en un baño

termostático a la temperatura de la experiencia durante unos 10 a 15 minutos con agitación

para que se establice y luego se procede a la toma de la muestra.. (Es corriente que la solución

de ácido benzoico esté más caliente que el agua del baño termostático cuya temperatura se

ajusta aproximadamente mediante un regulador de temperatura "ad-hoc",)

3. Se tara un erlenmeyer con 20cm3 de agua. El erlenmeyer se pesa con esta cantidad de agua

para evitar que el ácido benzoico cristalice en el mismo. De no proceder de este modo, la

dilución posterior puede demandar algún tiempo.

4. Se miden unos 10cm3 de solución.

Precauciones especiales a tener en cuenta:

1. Que no se introduzcan cristales de ácido benzoico al pipetear. Para evitar este

inconveniente se coloca en el extremo de la pipeta un filtro consistente en un tubo de goma en

cuyo extremo se conecta un tubo de vidrio cerrado con una gasa varias veces plegada, se saca

el tubo de goma de la pipeta y la solución pipeteada se deja escurrir en un erlenmeyer tarado.

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2. Que no cristalice ácido en la pipeta. En este caso es conveniente que el material de vidrio

esté a mayor temperatura que la muestra a extraer, por lo que se debe operar rápidamente con

el material tomado de una estufa en el momento de su empleo.

5. Una vez que ha escurrido la solución de ácido benzoico se pesa el erlenmeyer.

6. Se diluye convenientemente la solución.

7. Se titula el ácido con solución de NaOH 0.05N, empleando fenolftaleína

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