Calorimetro Mezcla Acido
Calorimetro Mezcla Acido
Calorimetro Mezcla Acido
Sesin 3: Termoqumica
SESIN 3: TERMOQUMICA
1.- INTRODUCCIN
La termoqumica estudia los cambios de energa asociados a las transformaciones qumicas. Cuando
en una reaccin qumica los reactivos (R) y los productos (P) se encuentran a la misma presin
(frecuentemente la presin atmosfrica), el calor puesto en juego durante el proceso (R P) se
denomina variacin de entalpa (H = Qp). En los procesos qumicos exotrmicos donde se
desprende calor H < 0, mientras que en los endotrmicos, donde se absorbe calor, H > 0.
La variacin de entalpa de algunas transformaciones qumicas puede determinarse
experimentalmente por medida del calor involucrado en las mismas mediante el calormetro.
2.- OBJETIVO DE LA PRCTICA
Esta Sesin consta de tres partes:
PARTE A: Determinacin de la capacidad calorfica del calormetro.
PARTE B: Determinacin experimental de H asociada a la neutralizacin entre un
cido fuerte y una base fuerte.
PARTE C: Obtencin del calor de disolucin de un slido inico.
El objetivo de la prctica es la determinacin experimental de la variacin de entalpa. A fin de
poder obtener datos experimentales precisos debe procurarse un aislamiento trmico efectivo de
los sistemas objeto de estudio. Un dispositivo experimental que conjuga sencillez y eficacia es el
calormetro, como el representado esquemticamente en la figura adjunta.
Termmetro .
tapa perforada .
CALORMETRO
imn agitador .
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Sesin 3: Termoqumica
Reactivos
Calormetro.
Agitador magntico y barrita imantada para
agitar.
Tres probetas de 10 ml.
Cuentagotas.
Termmetro digital.
Cronmetro.
Papel indicador.
Baos termostatados.
Balanzas.
{calor absorbido
por el agua fra}
{calor absorbido
por el calormetro}
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Procedimiento experimental
Medir con la probeta 10 mL de agua desionizada e introducirlos en el calormetro. Introducir
despus el imn agitador. Tapar el calormetro, introducir el termmetro y esperar que se estabilice
la temperatura. Anotar la temperatura (t1). Dejar atemperar una probeta de 10 mL dentro del bao,
tomar 10 mL de agua, medir la temperatura (t2) y transferirlos inmediatamente al calormetro,
tapando ste y conectando el agitador magntico. Poner en marcha el cronmetro tras realizar la
adicin del agua caliente y anotar la temperatura cada 20 segundos durante un periodo de cinco
minutos. Repetir la experiencia y si se obtiene un resultado similar pasar al apartado 4.2. En caso
contrario, repetir hasta obtener un resultado reproducible.
4.2. Determinacin de H asociada a la neutralizacin entre un cido fuerte y una base fuerte
Consideraciones previas
Para la realizacin de esta experiencia mezclaremos en el calormetro una disolucin de base de
molaridad conocida con un volumen igual de disolucin de cido, de tal modo que, en la disolucin
final, exista un ligero exceso de cido. Al mezclar ambos reactivos, cabe esperar un aumento de la
temperatura (dado que el proceso es exotrmico), cuyo valor mximo corresponder a la
temperatura de equilibrio. Puesto que es posible que las temperaturas de las disoluciones iniciales
de cido y base no sean idnticas, el balance energtico cabe establecerlo en los siguientes
trminos:
{calor desprendido por la
reaccin}
calormetro}
{calor absorbido
por la disolucin
=
de NaOH}
{calor absorbido
por la disolucin
+
de HCl}
{calor
absorbido
+
por
Procedimiento experimental
Introducir 10 mL de una disolucin NaOH 1 M en el calormetro (con el imn agitador) taparlo y
medir la temperatura (tb). Tomar 10 mL de HCl 1.2M, medir su temperatura (ta) con el termmetro
limpio y aadirlos al calormetro. Conectar el agitador magntico y observar atentamente la
evolucin de la temperatura de la mezcla. Anotar el valor mximo alcanzado por sta (te).
Comprobar, mediante papel indicador, que la disolucin resultante tiene carcter cido.
Repetir la experiencia hasta obtener un resultado reproducible.
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Sesin 3: Termoqumica
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6.- CUESTIONES
6.1. Cuestiones previas
Lee atentamente cada uno de los apartados de esta prctica y a continuacin intenta responder a
las siguientes cuestiones antes de realizar las experiencias propuestas.
1. Repasa los conceptos de calor, transferencia de calor, calor de reaccin, entalpa, etc y estudia
el guin de la experiencia.
2. En una experiencia se mezclaron en el seno de un calormetro 50 mL de agua a 50.0C con 50
mL de agua a 25.2 C. La temperatura del equilibrio fue 37.1 C. Calcula la capacidad
calorfica del calormetro.
-1 -1
(datos : c(H2O) = 4.18 J.g .K ; (H 2O) = 1 g.cm-3)
3. Cuando 5.00 g de hidrxido sdico se disolvieron en 100 mL de agua a 25.0C en el seno del
calormetro de la cuestin anterior, la temperatura ascendi hasta 36.9C. Calcula la entalpa
molar de disolucin para el proceso:
NaOH(s) + H2O(l) Na+(aq) + OH-(aq).
4. Dadas las entalpas de formacin estndar siguientes, calcula la entalpa de la reaccin:
H3O+ (aq) + OH-(aq) 2 H2O(l)
Hf0(H3O+ (aq))= -285.9 kJ.mol-1; Hf0 (OH-(aq)) = -229.8 kJ.mol-1
Hf0(H2O(l)) = -285.9 kJ.mol-1
6.2. Cuestiones Post-laboratorio
1. Por qu se trabaja con un exceso de cido en la determinacin de la entalpa de neutralizacin?
2. En la experiencia que se realiza para determinar la entalpa de neutralizacin entre HCl y
NaOH trabajamos con disoluciones 1M. Sera ms correcto hacerlo con disoluciones, por
ejemplo, 0.1M? En caso afirmativo, por qu no se realiza as?
3. En una parte de la prctica se va a determinar la entalpa de neutralizacin entre el HCl y
NaOH. Obtendramos un valor muy diferente si hubiramos escogido HNO3 y KOH?
4. Hasta qu punto consideras correcto asumir que para las diferentes disoluciones con las que
trabajamos los valores de calor especfico y densidad sean iguales a los del agua pura?
7.- BIBLIOGRAFA
1. Fichas de seguridad y Etiquetas: Vase el apartado de Normas de Seguridad en la pgina web
del laboratorio: http://www.uv.es/fqlabo/
2. P.W.Atkins, Qumica General, Ed. Omega, Barcelona 1992. Tema 6.
3. R.H. Petrucci, W.S. Harwood, F.G. Herring, Qumica General, Ed. Prentice Hall, Madrid
2003. Tema 7.
VIDEO: U. de Valencia. Lab. Quimica General - Termoqumica:
http://mmedia.uv.es/buildhtml?lang=es_ES&user=tcliment&name=calorimetria_08.flv&path=/LABORATORIO/&id=1566