Laboratorio de Quimica N5

LABORATORIO N 5TEMA: Calorimetra. Calores de reaccin a presin constante.

OBJETIVO: Familiarizarse con los materiales utilizados en calorimetra. Emplear un calormetro (termo) para determinar calores a una presin constante. .

INTRODUCCION TEORICA:Las reacciones qumicas van acompaadas por un cambio de energa usualmente en forma de calor. Si el calor es cedido al medio, la reaccin es exotrmica; si el calor es absorbido por el sistema, la reaccin es endotrmica. El cambio de energa de una reaccin qumica que ocurre a presin constante se denomina cambio de entalpia (H). Este calor se puede determinar experimentalmente usando un termo aislado llamado calormetro. Las mediciones de calor se llevan a cabo mezclando cantidades conocidas de reactivos en el calormetro, la temperatura del calormetro y sus contenidos se mide antes y despus de la reaccin. El calor liberado o absorbido o cedido por la solucin, las paredes del termo y por el termmetro:

Qreaccion= -(qsolucion + qtermo)

Donde:

Qsolucion= msolucion Cesolucin T

Qtermo= Ctermo T

Luego:

Qreaccion= - (msolucion Cesolucin + Ctermo) T

Msolucion: masa de la solucin (g)Cesolucin: calor especifico de la solucin (cal/g C)Ctermo: capacidad calorfica del calormetro (cal/C)

Si la msolucion se mantiene constante: Qreaccion = - Ccalorimetro T

Donde Ccalorimetro es la nominada constante del calormetro, definida como la cantidad que absorbe el conjunto (termo y solucin) por grado centgrado en el seno de la masa reaccionante y T es la variacin de la temperatura que sufre el sistema.

MATERIALES UTILIZADOS:

Termo 200 mL de agua Termmetro 3 mL de Acido sulfrico (H2SO4) Pipetas 100 mL de Hidrxido de sodio(NaOH) 100 mL de Acido ntrico (HNO3)

PROCEDIMIENTO:

Experiencia 1:i. Colocaren el termo 200 mL de agua y registrar la temperatura (Ti).ii. Agregar 3 mL de acido sulfrico concentrado (=1,86 g/mL), tapar, agitar y registrar el ascenso de temperatura.iii. Determinar la constante del calormetro sabiendo que cuando se diluyen 3 mL de acido sulfrico concentrado en 200 mL de agua se liberan 0,946 Kcal.TABLA 1

Ti (C)Tf (C)T (C)Q reaccin (cal)Ccalorimtero (cal/C)

2629 3946 cal315,33 cal/C

CALCULOS:

Con los valores tomados durante el procedimiento del laboratorio se realizan los clculos.

T=Tf Ti = 29C 26C = 3C

Qreaccion= Ccalorimetro T

Ccalorimetro= Qreaccion TCcalorimetro= 946 cal 3CCcalorimetro= 315,33 cal/C

Experiencia 2: determinacin del calor de neutralizacin del HNO3 por el NaOH.i. Medir 100 mL de NaOH 1M y agregar al termo. Medir su temperatura (TiNaOH=29)ii. Tomar 100 mL de HNO3 1M y medir su temperatura inicial (TiHNO3=29, ambas temperaturas iniciales no difieren mas de 0,2C)iii. Agregar los 100 mL de HNO3, tapar, agitar y registrar la temperatura hasta que sea constante. (Tf=35)iv. Calcular con los datos experimentales H molar para la reaccin:HO- (ac) + H+ H2O (l)

Reaccin:

Na(OH) + HNO3 Na(NO3)+ H2O Hidrxido Acido Nitrato Agua De sodio Ntrico de sodioTabla 2:

Ti (C)Tf (C)TQreaccion (cal)H molar (Kcal/mol)

Experiencia 129C35C6C-1891,98 cal-18,92 Kcal/mol

Clculos:

Se calcula el Qreaccion utilizando la constante del calormetro que se calculo anteriormente Ccalorimetro= 315,33 cal/C T= Tf Ti = 35C 29C = 6C

Qreaccion= - Ccalorimetro * T = 315,33 cal/C * 6C = -1891,98 cal

Como el valor de Qreaccion es para una concentracin de 0,1 M, lo multiplicamos por 10 y obtenemos que:

Qreaccion= -18919,8 cal/mol = -18,9198 Kcal/mol = -18,92 Kcal/mol= H

Comparamos con el valor terico de Qreaccion = - 56,2 KJ/mol (ya tabulado en tabla)Calculamos el error porcentual:

Qteorico = - 56,2 KJ/mol * (1cal/4,184 J)= -13,43 Kcal/mol

E porcentual = [-(18,92 Kcal/mol - 13,43 Kcal/mol) / (-13, 43 Kcal/mol)]*100=

E porcentual = 41%

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