informe calor de neutralizacion listo. 1

Laboratorio Fisicoquímica

juan carlos gomez, andres jimenez vizcaino, ana maria bula soto, carlos alberto guzman perez.

CALOR DE NEUTRALIZACIÓN.

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INTRODUCCION

La Termoquímica es la rama de la termodinámica que se encarga de estudiarlos cambios de energía que acompañan a una reacción química. Puesto que lasLeyes Termodinámicas están basadas en la experimentación y la observación.

La Primera Ley de la Termodinámica establece el Principio de Conservación dela Energía que matemáticamente se expresa como:

∆U=q-W

Cuando se mezclan dos reactivos, y si estos son un acido y una base elcambio térmico de esta reacción recibe el nombre de

Calor de Neutralización.

La definición de este concepto es: “al neutralizarsoluciones diluidas de ácidos con bases fuertes a temperatura ambiente,el calor de neutralización por mol de agua formada es esencialmenteconstante e independiente de la naturaleza del acido o base”. Todas las practicas de calorimetría se llevan a cabo en un frasco deDewar o “termos”, también llamados calorímetros, pero no son inertesinteractúan con las sustancias o reactivos o productos por lo tanto esnecesario entonces conocer la energía que absorbe el calorímetro paraesto se determina por medio de la “capacidad calorífica del calorímetro.

OBJETIVOS

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GENERALES.

Determinar el calor liberado en una reacción de neutralización. Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro

ESPECIFICOS.

Determinar la temperatura de las muestras HCl, NaOH, CH3COOH. Determinar la temperatura de la mezcla entre HCl y NaOH; NaOH y

CH3COOH. Identificar el calor de neutralización de las muestras

FUNDAMENTO TEÓRICO

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Casi todas las reacciones químicas absorben o producen (liberan) energía, generalmente en forma de calor. Es importante entender la diferencia entre energía térmica y calor. El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas.

Con frecuencia se habla de “flujo de calor” desde un objeto caliente hacia uno frío. A pesar de que el término calor por sí mismo implica transferencia de energía, generalmente se habla de “calor absorbido” o “calor liberado” para describir los cambios energéticos que ocurren durante un proceso.

Las reacciones que ocurren durante un proceso pueden ser endotérmicas, si absorben calor, o exotérmicas, si desprenden calor. Los cambios endotérmicos se expresan con signo positivo, y los cambios exotérmicos con signo negativo, de acuerdo con la primera ley de la termodinámica. El cambio de entalpía ocurrido en la reacción directa es exactamente opuesto en la reacción inversa. Este efecto térmico es el mismo sin importar si la reacción ocurre en una o varias etapas. La magnitud del cambio depende de la constitución, el estado físico de reactivos y productos y de la expresión estequiométrica. A volumen constante y se expresan con las siguientes ecuaciones:

∆ H=q p=0 ∆ E=q v=0

Donde ΔH representa el cambio de entalpía y ΔE el cambio de energía. La ΔH se puede determinar experimentalmente midiendo el flujo de calor que acompaña a una reacción a presión constante, y la ΔE a volumen constante

En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos físicos o químicos se miden con un calorímetro, que es un recipiente cerrado diseñado específicamente para este propósito.

El estudio de la calorimetría, la medición de los cambios de calor, depende de la comprensión de los conceptos de calor específico y capacidad calorífica.

El Calor Específico (s)

Es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. El calor específico es una propiedad intensiva, en tanto la capacidad calorífica es una propiedad extensiva.

La Capacidad Calorífica (C)

Es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como un efecto de Inercia Térmica.

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Está dada por la ecuación:

C=∆Q∆T

Calorímetro

Un calorímetro consiste, en esencia, en un recipiente aislado térmicamente y lleno de agua, en la cual se sumerge una cámara de reacción. En una reacción exotérmica, el calor generado se transmite al agua y la elevación de temperatura resultante en ésta se lee mediante un termómetro sumergido en ella. Cuando se trata de una reacción endotérmica, hay que medir la reducción de la temperatura en vez de su incremento.

La termoquímica

Es una rama de la física química que trata de los cambios térmicos asociados a las transformaciones químicas y físicas. Su objetivo e la determinación de las cantidades de energía calorífica cedida o captada en los distintos procesos y el desarrollo de métodos de cálculo de dichos reajustes sin recurrir a la experimentación. Para estudiar los efectos químicos térmicos que acompañan a las reacciones químicas, la formulación de soluciones y los cambios físicos como la fusión o la evaporización. Los cambios fisicoquímicos se clasifican como:

Endotérmicos: Acompañados por la absorción de calor.

Exotérmicos: Acompañados por desprendimiento de calor.

PROCEDIMIENTO

Primero se determina la capacidad calorífica (C) del aparato. Esto se logra colocando 200 ml de agua en el termo y 50ml de agua en el frasco especial A. la temperatura del agua en A (T1) debe estar a unos 10°C arriba del agua en el termo (T2)

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El agua en A se vierte en el termo levantando el tapón B, se agita rápidamente y se anota la temperatura más alta alcanzada (T3)

50(T1 - T3) = (C+200) (T3 – T2)

Una vez determinada C, se secan muy bien el frasco y el termo. Las mediciones del calor de reacción entre el hidróxido de sodio y el acido clorhídrico se efectúan colocando 50 ml de hidróxido de sodio 1M en el frasco A y 200ml de HCl en el termo. Debe usarse hidróxido de sodio libre de carbonato. Las soluciones se agitan hasta que las dos estén en la misma temperatura (T4). Se destapa A levantando el tapón B, se agitan rápidamente y se anota la temperatura más alta alcanzada (T5). Si se supone que la densidad de las soluciones y su calor específico son 1, el calor liberado en la reacción (Q) será:

Q = (C + 250) (T5 – T4)

El segundo paso, fue realizar el mismo procedimiento anterior solamente que esta vez utilizando acido acético y NaOH.

Se colocaron 50 ml de hidróxido de sodio 1M en el frasco A y 200ml de CH3COOH en el termo. Las soluciones se agitan hasta que las dos estén en la misma temperatura (T6). Se destapa A levantando el tapón B, se agitan rápidamente y se anota la temperatura más alta alcanzada (T7)

MATERIAL Y REACTIVOS:

Materiales

Calorimetro Termometro

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Beaker de 50 ml Mechero

Reactivos

Agua destilada Hidroxido de sodio 1M Acido clorhidrico 0.24M Acido acetico 0.24M

Datos obtenidos en la experimentación

T1= 28°C - Temperatura del agua ambiente

T2= 38°C - Temperatura del agua calentamiento

T3= 30°C - Temperatura alcanzada de ambas aguas en el calorímetro

T4= 30°C - Temperatura de ambas soluciones HCL y NaOH separadas

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T5= 31°C - Temperatura de ambas soluciones HCL y NaOH juntas

Q1 = 0 - Calor liberado de la reacción HCL y NaOH

Q2 = 0 - Calor liberado de la reacción ácido acético y HCL

C = 106.25 - Capacidad calorífica

Cálculos

Capacidad calorífica del aparato

25 (T 1−T 3 )=( c+100 ) (T 3−T 2 )

25 (28 °C−30 ° C )=(C+100 ) (30 °C−38 ° C )

−50 °C= (C+100 )(−8° C)

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−50° C−8 °C

=(C+100)

6,25−100=C

C=106,25

Calor liberado en la reacción (Q) entre HCl y NaOH.

Q= (C+125 ) (T 5−T 4 )

Q= (106,25+125 ) (30 ° C−30 °C )

Q= (231,25 ) (0 )=0

Calor liberado en la reacción (Q) entre CH3COOH y HCL.

Q= (C+125 ) (T 6−T 7 )

Q= (106,25+125 ) (30 ° C−30 °C )

Q= (231,25 ) (0 )=0

Discusión y conclusiones

Con la experiencia obtenida en el laboratorio se pudo determinar el calor liberado en una reacción de neutralización también se pudo determinar la capacidad calorífica de un calorímetro. Los ácidos, las bases fuertes y sus sales pueden considerarse completamente disociados en soluciones diluidos. Se pudo apreciar la temperatura de cada solución y notar el cambio que toman estando ambas en misma temperatura; al mezclarse su temperatura aumenta, esto nos demuestra el calor liberado de una reacción cuando son ácidos fuertes con bases fuertes, también ácidos débiles con bases débiles. Para

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ácidos y bases débiles el calor de neutralización es menor debido a que parte de la energía se absorbe en la disociación de estos ácidos y bases.

BIBLIOGRAFIA

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Thomas Engel,Philip J. Reid,Warren Hehre. Introduccion a la fisicoquimica. Editorial Pearson Educación

Maron, S.H. & Prutton, C.F. Fundamentos de Fisicoquímica. Editorial Limusa. 1973

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http://books.google.com.co/url?id=uGC0DiP3g30C&pg=PR5&q=http://www.pearsoneducacion.net&clientid=ca-print-pearson_spanish&channel=BTB-ca-print-pearson_spanish+BTB-ISBN:9702608295&linkid=1&usg=AFQjCNHdzmkICuPrVUnCUnv5p_az2kA2AA&source=gbs_pub_info_r



CALOR DE NEUTRALIZACIÓN

ANA MARÍA BULA SOTO

EGLIS MORALES BOLAÑO

MELISSA RODRÍGUEZ ÁLVAREZ

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KELLY

Presentado al Profesor. Guillermo Pérez Muñoz en la asignatura de Fisicoquímica.

UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

QUIMICA Y FARMACIA

BARRANQUILLA – ATLÁNTICO

2014

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