determinacion calor de formacion del ch3coona sergio

7/22/2019 Determinacion Calor de Formacion Del Ch3coona Sergio

1/13

DETERMINACION CALOR DE FORMACION DEL CH3COONaACETATO DE SODIO

PRESENTADO POR:GRUPO N1

SERGIO RANSES SANCHEZ GAMBOA1640300

PRESENTADO A:QUIMICO. RICARDO LEN MORA BASTO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

PROGRAMA INGENIERIA AGROINDUSTRIALSAN JOSE DE CUCUTA

2013


2/13

INTRODUCCION

Investigar las formas en que el calor se libera en las reacciones qumicas es una

parte importante de la termodinmica. De estas investigaciones se desprenden

diferentes conceptos y ecuaciones que nos dan una forma de comportamiento de

las reacciones qumicas. Ejemplo de lo anterior es La capacidad calorfica a

presin constante, CP, que se define como la relacin entre el calor producido o

absorbido, (QP), y la variacin de temperatura T2- T1

Qp = H ; Cp= QP T = H T

Esta capacidad calorfica al dividirla por la cantidad de gramos y aparte por la

cantidad de moles nos da la siguiente expresin: Masa Moles Lo anterior nos

permite calcular el calor especfico (la cantidad de calor que hay que suministrar ala unidad de masa de una sustancia o sistema termodinmico para elevar su

temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius)) o la capacidad calorfica

molar (la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de mol de una

sustancia para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius)).Otro

concepto de termodinmica veremos en este informe es la ley de Hess, la cual

establece lo siguiente: si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de

productos, el calor de reaccin liberado o absorbido es independiente de si la

reaccin se lleva a cabo en una, dos o ms etapas. Esta ley se utiliza para

deducir el cambio de entalpa (cantidad de energa que un sistema puede

intercambiar con su

reaccin como un paso intermedio de una reaccin ms compleja, siempre que se

conozcan los cambios de entalpa de la reaccin global y de otros pasos.


3/13

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general:

Determinar Del calor de formacin de un compuesto CH3COONa usando la

ley de Hess y basndose en algunas mediciones experimentales y enotras tomadas de la literatura.

1.2 Objetivos especficos:

Medir las entalpas de neutralizacin de varias reacciones y compararlas.

Aplicar la ley de Hess al clculo de una entalpa de reaccin.


4/13

2. PROCEDIMIENTO

En la realizacin de esta prctica se utilizaron los materiales y reactivos que se

mencionaran a continuacin:

Calormetro a presinconstante

Vidrio de reloj

Frasco lavador

Agitador de vidrio

Termmetro

Probeta de 100mL

Esptula

Vaso de precipitado de 100mL

Balanza analtica

C2H3NaO2(s)

CH3-COOH 1.5M

Na2CO3puro y seco

NaOH 1.5M

Agua destilada

CALOR DE DISOLUCION C2H3NaO2:

Agregamos 200 mL de H2O destilada a temperatura ambiente (Ti) en el

calormetro, seguidamente agregamos 8.00 gramos de C2H3NaO2(s), agitamos

hasta disolver con ayuda del termmetro y registramos durante 5 minutos, cada 30

segundos una temperatura en cada lapso de tiempo, es decir un total de 10

temperaturas tomadas, dentro de las cuales observamos aquella que sea la mas

alta o la mnima, esta entonces ser la Tf.

CALOR DE NEUTRALIZACION ENTRE EL NaOH Y EL CH3-COOH

Despus de calcular el calor de disolucin C2H3NaO2, procedimos a desechar la

solucin y volvemos a utilizar el calormetro previamente limpio. Esta vez

agregamos 100 ml de CH3-COOH 1.5 M y en una probeta aadimos por aparte de

100 ml NaOH 1.5 M, las cuales como notamos se encuentran a la misma

Molaridad y Volumen, por lo que se supone que se deben encontrar a la misma

temperatura del ambiente (Ti), a continuacin vertimos los 100ml de NaOH que se

encontraban en la probeta, a el calormetro que contiene 100 ml de CH3-COOH,

tambin previamente medidos en la probeta y empezamos agitar con el

termmetro durante 10 minutos, cada 30 segundos tomamos una temperatura. Lamxima temperatura alcanzada es Tf.


5/13

3.RESULTADOS Y ANALISIS

CALOR DE DISOLUCION DEL CH3COONa:

C2H3NaO2 + H2O CH3CO2 + Na

+

+ H2O

CH3CO2 + Na+ + H2O =CH3COONa(acuoso)

Cp(disol)=0.96 cal/gc =4.16 J/gccapacidad calorfica 4,34 J/g C o 1 cal / gr * CDensidad de disolucin =1g/mL.

Teniendo en cuenta entonces la Temperatura

mnima registrada 28c.temperatura ambiente del

calormetro con el agua destilada 30c.

Tabla1.resultados obtenidos respecto a la

temperatura y el tiempo en calor de disolucin.

RELACION:

8.03g CH3COONa -1872.41J

82g CH3COONa XQ (J)

Calcule el calor de disolucin por mol de acetato de sodio CH3COONa

/ mol

CALOR DE NEUTRALIZACION ENTRE EL NaOH Y EL CH3-COOH:

NaOH + CH3-COOH CH3-COOHNa + H2O

Tiempo(segundos)

Tc

30 2960 2890 28120 28150 28180 28

210 28240 28270 29

300 29


6/13

Sabiendo queCp(disolucin)= 0.96 cal/gcDensidad de disolucin=1g/mLTabla1.resultados obtenidos respecto a la temperatura y el tiempo en calor deneutralizacin.Luego,

CH3-COOH=

NaOH =

RELACION:

0.15mol CH3COONa -7222.4J

1 mol CH3COONa XQ J

Calcule el calor de neutralizacin por mol deacetatode sodio CH3COONa

REACCION ESTEQUIOMETRICA

Tiempo(segundos)

T

30 3960 39

90 38120 38150 38180 38210 38240 38270 38

300 38330 38360 38390 38420 38450 37480 37

510 37

540 37570 37

600 37


7/13

_________________________________

Calor de neutralizacin


8/13

CUESTIONARIO

1.Defina la ley de Hess y discuta su utilidad.

Establece que: si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos,

el calor de reaccin liberado o absorbido es independiente de si la reaccin se lleva a cabo

en una, dos o ms etapas, esto es, que los cambios de entalpa son aditivos: H neta=

Hr.

Equivalentemente, se puede decir que el calor de reaccin slo depende de los reactivos y

los productos, o que el calor de reaccin es una funcin de estado; en este sentido la ley

de Hess es la aplicacin a las reacciones qumicas del primer principio de la

termodinmica; El propsito de este planteamiento es analizar de forma muy breve las

bases de la Termoqumica como una solucin a problemas de transferencia de calor endichos procesos.

La ley de Hess se utiliza para deducir el cambio de entalpa en una reaccin Hr, si se

puede escribir esta reaccin como un paso intermedio de una reaccin ms compleja,

siempre que se conozcan los cambios de entalpa de la reaccin global y de otros

pasos.2En este procedimiento, la suma de ecuaciones qumicas parciales lleva a la

ecuacin de la reaccin global. Si la energa se incluye para cada ecuacin y es sumada, el

resultado ser la energa para la ecuacin global. Este procedimiento se apoya en que ya

han sido tabuladas los calores de reaccin para un gran nmero de reacciones, incluyendo

la formacin a partir de sus elementos constituyentes de buena parte de las sustancias

qumicas conocidas.1Un caso relevante de este tipo de aplicacin es el llamado ciclo de

Born-Haber.

2. Defina que es el calor de formacin estndar de una sustancia?

R/. La entalpa de formacines un tipo concreto de entalpa de reaccin, que recibe el nombre

de entalpa de formacin estndaro entalpa normal de formacinsi la reaccin se lleva a cabo a

25C y a 1 atm, que son las condiciones estndar en termoqumica. As, la entalpa normal o

estndar de formacin(tambin llamada a veces calor normal de formacin), se representa

por Ho

fy es la variacin de entalpa cuando se forma un mol de compuesto a partir de sus

elementos en estado normal(esto es, en el estado de agregacin y forma alotrpica ms estable a

la que dichos elemento se hallan en condiciones estndar).

Esta entalpa de formacinpodr ser positiva, reaccin endotrmica, o negativa, reaccin

exotrmica. Por ejemplo, es exotrmica la reaccin de formacin de perxido de
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-2http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-morcillo-1http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-morcillo-1http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-morcillo-1http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-morcillo-1http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hess#cite_note-2


9/13

hidrgeno a partir de sus elementos, hidrgeno y oxgeno, en estado gaseoso, que es

como se encuentran en condiciones estndar:

Mientras que la reaccin de formacin del eteno, C2H4, es endotrmica, es decir,

absorbe calor cuando se produce:

Como vemos, en esta ltima reaccin hemos indicado que el carbono, adems de estar en

estado slido, est en forma de grafito. Esto se debe a que el carbono tiene distintas

formas alotrpicas, es decir, compuestas por el mismo elemento pero con distintas

estructuras, como el grafito y el diamante, pero la ms estable a 25C y a 1 atmsfera de

presin es el grafito, y por este motivo es esta la forma que debemos escoger para

plantear las reacciones de formacin en las que intervenga el carbono. Esta presentacin

de formas alotrpicas ocurre tambin en otros elementos, como el azufre, que puede

presentar estructura monoclnica y rmbica, o el fsforo, que puede tener la llama

estructura de fsforo blanco y la de fsforo rojo.

3. Por qu el Q medido en un calormetro a presin Kte es igual al cambio de entalpia

para el proceso estudiado?

Cuando se determina el calor de reaccin en un calormetro a presin constante, se

mide directamente la variacin de la entalpa

Qv = H

Calor de Neutralizacin (Qn) : Hneutralizacin

Una reaccin de neutralizacin, es aquella que se da entre un cido y una base, esta

reaccin produce una sal y H2O.

El calor de neutralizacin se define como el calor liberado por cada mol de agua formada

como producto de la reaccin.

Por lo tanto ser necesario que:

se conozca la estequiometra de la reaccin de neutralizacin

determinar el reactivo limitante de la reaccin


10/13

determinar el numero de moles de agua que se formarn en la reaccin deneutralizacin.

4. Busque en la literatura el valor teorico de calor de formacin de CH3COOH y calcule el

% de error de su determinacin.

5. Los cambios de entalpia medidos en esta practica son los cambios de entalpia

estndar?

R/. Con el fin de uniformar la expresin de resultados y valores, se ha hecho necesario

definir un calor estndar de reaccin, que puede ser considerado como una propiedad

caracterstica de la reaccin, y a partir de la cual se puede calcular calores de reaccin bajo

otras condiciones. Se define el calor estndar de reaccin como el cambio de entalpa

resultante del proceso de la reaccin, bajo una presin de 1 atm, comenzando y

terminado con todos los materiales a la temperatura de 25C , por lo tanto no es el mismo

cambio de entalpia ya que se manejan diferentes temperaturas y presiones en el medio.

CONCLUSIONESA partir del desarrollo y los resultados obtenidos con el procedimiento realizado

para llevar a cabo la prctica, se puede concluir:

La ley de Hess se aplica tanto a las reacciones, como a los procesos de

disolucin y de dilucin, como se observ en el ejemplo anterior de la

formacin del NH4Cl. Asimismo, pueden hallarse las entalpas de reaccin


11/13

a partir de las de formacin, pero en este caso sern necesarias las

entalpas de formacin de las diferentes sustancias en solucin.

En la prctica realizada, aplicamos la ley de Hess, las ecuaciones se

suman y restan como es usual, pero conservando la individualidad de las

soluciones

RESUMEN

En el trabajo realizado se determin la entalpia

estndar de formacin de CH3COONa usando la ley de

Hess, a partir del calor de disolucin de CH3COONa

con H2O y de las entalpias estndar de formacin deCH3-COOH y NaOH en solucin acuosa.

Adems se utiliz un calormetro adiabtico (no permite

intercambio de calor) el cual permiti calcular el calor

del proceso a travs de la diferencias de temperaturas

obtenidas al agregar los reaccionante es

correspondientes y la capacidad calrica del sistema.

Anlisis de Resultados

Para realizar el anlisis calorimtrico deun conjunto de tres reacciones qumicas con el

fin de obtener una cuarta entalpia sin efectuarla directamente sino por lamanipulacin de las ecuaciones (ley de Hess), se efectacomo una primera etapa la calibracin del calormetro con el fin de cuantificar la cantidad de energa(calor) que fluye hacia el calormetro (por elaumento o disminucin de la temperatura en 1C) debido a laspropiedades de los materiales que constituyen el calormetro, hecho que setraduce en que el sistema no esta completamente cerrado. La cuantificacin

de este parmetro se hace a travs de la constante del calormetro (vertabla 1) que en este caso tiene un valor de 86.38 J/C. Analizando las grficasobtenidas por medio de la calibracin del calormetro (grficas 1 y 2), se afirmaque la relacin entre las dos variables tiende a ser lineal en el tramo final, mientrasque L o e s p e r a d o seria que luego de un tiempo la temperatura seestabilizara, es decir que luego de un tiempo la grfica describa una relacinconstante entre las dos variables, tendencia que no se ve de forma clara en lasgrficas obtenidas, esto se explica teniendo en cuenta que el sistema no

TAPAAGITADOR

AGUA

O

DISOLUCION


12/13

era completamente cerrado, por lo tanto va a existir siempre una cuota detransferencia de energa entre el sistema y los alrededores. A tiempo cero esdecir cuando las dos masas de agua entran en contacto, se registra la temperaturams alta del sistema que segn las grficas es de 40.1C. Valor que estcomprendido entre los dos valores registrados para la temperatura del agua fra y

caliente. Se analiz luego el sistemaCH3COOH/NaOH con el fin de determinar la entalpa de neutralizacin por mediode la cuantificacin de la cantidad de agua (gramos) presente en el sistema. Deesta manera se elimina como fuente de error el comparar la densidad yCalor especfico soluciones con el del agua, y se aseguramayor confiabilidad en la tcnica empleada. Por otra parte la determinacin de laentalpia de neutralizacin es posible dado que a presin constante (condicionesde laboratorio 758mmHg) no se efecta trabajo, por lo que sepuedeigualar al calor, que para este caso particular, fluye hacia el agua presente en el sistema y hacia el calormetro. Analizando las grficas obtenidas (ver grficas

3 y 4), se observa que al transcurso del tiempo, la variacin de la temperatura esmenor, sin llegar a ser constante debido a lo ya expuesto con relacin alintercambio de energa desde el sistema hacia los alrededores. As, atiempo cero se registra la menor temperatura del sistema, que segn lasgrficas es de 29C. Valor que est por encima los dos valores registrados parala temperatura de los reac tantes de l proceso, hecho que indi ca quedurante la reaccin se produce energa siendo el proceso exotrmicorazn por la que el valor de la Entalpa debe ser negativo. Luego del anlisisestadstico, por el cul se rechazaron algunos datos (con un criterio derechazo de +/-1d e s v i a c i n e s t n d a r ) s e o b t i e n e n l o s v a l o r e s d e l a s e n t a l p a s d e l o s p r o c e s o s N a O H + CH3C O O H + N a OH y C H

3

COOH+NH

4

O H : - 4 8 , 5 2 4 5 0 , - 5 5 , 7 8 3 3 3 y -4 0 , 1 4 6 3 8 ( k J / m o l ) respectivamente, que comparados con losvalores reportados por la literatura tienen variaciones significativas.S lop a r a e l s i s t e m a C H

3

COOH +NaOH, se puede decir que la medicin t iene un grado

de exactitud,(0.1%porcentaje de error), por otra parte las otrasdos medidas presentan errores superioresal 5% (rangoaceptable para la exactitud) por lo que las medidas no seconsideran exactas. Las posibles fuentes de error sonlas condiciones delsistema: puede que algunos de los montajes realizados presentaran mayorintercambio deenerga desde el si st ema a losalrededores; tambin a la manipulacin de losop era ri os: erro re s en la determinacin de las temperaturas,


13/13

prdidas de reactivos o inadecuado tratamiento matemtico de los datos.Respecto al anlisis estadstico, despus de realizar los clculos sellegaron a unos resultados promedio respecto a la cantidad deensayos realizados. En el caso de la reaccin de AcidoClorhdrico y Hidrxido de Sodio despus de notarse una cierta

dispersin en los datos se lleg a un valor de -48.52450 kJ/mol conun porcentaje de error de 13.10%, lo que hace al resultado no vlido poruna cifra medianamente sustancial, lo cual se puede deber a un cambioen las condiciones de medicin as como a la falta de pericia enel manejo de los instrumentos electrnicos, o en casos aparte un error delectura en el procedimiento manual del termmetro. En el caso del Acido

Actico y el Hidrxido de Sodio, se report el valor ms acercado alde la literatura con una entalpa de reaccin de -55.78333 kJ/mol con un0.10% de porcentaje de error, lo cual hace vlida la medicin, lo cualdenota un mejor manejo de los factores ya mencionados y de los clculosestipulados anteriormente. En el caso del Acido actico y el Hidrxidode Amonio se report un valor de entalpa de -40.14638 kJ/mol, conun porcentaje de error de 28.10%, lo cual invalida la medicin porfactores ya sea manuales o de calibracin y clculos. Cabe resaltarque los valores hallados en la literatura, para estas reacciones concuerdanentre s, razn por laque se podra afirmar que en las neutral izacionesla ecuacin inica neta es la misma por lo tanto la entalpiarelacionada para los diferentes procesos estar ms relacionadacon las relaciones estequiometrias que se establezcan entre losreactivos empleados

determinacion calor de formacion del ch3coona sergio

Documents