CALOR DE NEUTRALIZACION

FISICOQUMICA ICALOR DE NEUTRALIZACIONOCTAVIANO CONTRERAS ARTEAGA

INGRID DAYANA MARTNEZ MORA

MARA CAROLINA MADERA POSADAFARLEIDIS NISPERUZA ACOSTAPROF: WILLIAM BLANCO

UNIVERSIDAD DE CRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS BSICAS

PROGRAMA DE QUIMICAMONTERA - CRDOBA16 / 04/2015INTRODUCCION

En la siguiente prctica estudiaremos cmo se comportan los diferentes sistemas que se encuentran formados por un cido y una base fuerte. Las especies fuertes son aquellas que estn completamente disociadas como los son el cido clorhdrico (HCl) y el hidrxido sdico (NaOH) que son un cido y una base fuerte respectivamente. En una disolucin, el primero se encuentra completamente disociado en las especies inicas H+ y Cl-, y podemos afirmar que no existe prcticamente nada de la especie sin disociar (HCl). De igual forma, el hidrxido sdico se encuentra totalmente disociado en las especies Na+ y OH- y podemos observar que en la disolucin no se encuentra la especie molecular NaOH. Mientras se encuentre a una temperatura constante y no ocurran reacciones qumicas en su seno cada disolucin constituye un sistema, por esto podemos considerarlas como sistemas en estado de equilibrio. Esta practica consta de algunas ventajas, ya que algunas veces este se realiza en muy poco tiempo y utilizamos como calormetro un par de vasos de plstico de distinto tamao, en los cuales, al unirlos queda un hueco u orificio el cual es rellenado con papel. Adems se utilizan termmetros graduados de grado en grado, que son de los que normalmente se dispone en los laboratorios. La realizacin del siguiente laboratorio es importante, ya que nos ayudara a comprender ms los cambios trmicos que ocurren en un sistema determinado.OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL

Determinar el calor de neutralizacion y encontrar el Cp del calormetro o frasco donde se va a realizar la reaccion.

OBJETIVOS ESPECFICOS Analizar las condiciones que debe cumplir el recipiente en el cual se va a realizar la neutralizacion. Entender por que el calor de neutralizacin disminuye cuando los electrolitos son dbilesMATERIALES

Frasco Dewar o de polietileno con su tapa y agitador o calormetro

Termmetro

Cronometro

Probetas de 250 ml Agua destilada

REACTIVOS

Solucin de NaOH y HCl 0.5 NNaOHFRASES R:R35: provoca quemaduras graves FRASES S:

S50: no mezclar o utilizar en combinacin con otros productos

HCl:R36: irrita los ojos.

S36: sese indumentaria protectora adecuada.TEORA RELACIONADA En procesos qumicos a presin constante el calor absorbido es igual al cambio de entalpa del sistema. Cuando dos soluciones se mezclan en un calormetro, la entalpa total permanece constante, pero la temperatura cambia con la capacidad calorfica del sistema.

En todo experimento de calorimetra primero debe calcularse el Cp del aparato que se va a usar; para esto se colocan 100 ml de agua en el termo o frasco y se mide la temperatura T1, en otro recipiente se agregan 50 ml de agua a la temperatura T2 (donde T2 T1 + 10C), luego se mezclan y se mide la temperatura ms alta alcanzada despus de haber agitado (T3) las cantidades de agua pueden ser variadas de acuerdo al tamao del frasco, sabiendo que CpH2O = 1 Cal/gC y que el calor ganado es igual al calor perdido, llegamos a la conclusin siguiente, donde Cpc en la capacidad calrica del calormetro.50 (T2 T3) = (Cpc + 100) (T3 T1). Para realizar este experimento es importante el calormetro, el cual consiste en un recipiente con doble pared de vidrio entre las que se ha practicado un cierto grado de vaco que disminuye la prdida de calor por conduccin y conveccin. La pared interna se encuentra recubierta de una superficie reflectante que evita en parte la prdida de calor por radiacin. Las reacciones de neutralizacin que vamos a llevar a cabo tendrn lugar en este dispositivo. El calor que se desprenda cuando ocurra la reaccin partir de la disolucin y se ceder al interior del recinto sin prdidas energticas al exterior, por lo que podr ser medido. El clculo de la energa desprendida se realizar posteriormente a partir de la medida de la variacin de la temperatura de la disolucin. Para calcular el calor de neutralizacin, el calor producido en la reaccin de neutralizacin se invierte en:

- Elevar la temperatura de la solucin- Elevar la temperatura del sistema calorimtrico.

El calor necesario para elevar la temperatura inicial de la solucin (cido + base) hasta la temperatura final del proceso ser:

Donde,Qs = Calor tomado por la solucin.ms = Masa de la solucin (disolucin de cido + disolucin de base).cs = Calor especfico de la solucin.ta = Temperatura inicial del cido.tb = Temperatura inicial de la base.tf = Temperatura final del proceso.El calor tomado por el sistema viene expresado por la ecuacin:

(b) Q2 = K (tf - t0); La suma de esta ecuacin y la anterior nos dar el valor del calor desprendido en la reaccin de neutralizacin (Q):

Recurdese que el valor del calor de neutralizacin viene expresado en unidades de energa desprendida por mol neutralizado, por lo que para calcular el calor de neutralizacin (Qn), bastar sustituir los valores en la ecuacin anterior y dividir por el nmero de moles neutralizados, esto es:

Tngase presente que el producto ms cs se puede tomar como ms. El error cometido al hacer esta aproximacin es menor al uno por ciento.

PROCEDIMIENTO En este laboratorio lo primero que hicimos fue hallar el Cp, colocando 100 ml de agua en el termo y se midi la temperatura, la cual denominamos T1, en otro recipiente agregamos 50 ml de agua a la temperatura T2, sabiendo que sta es igual a la T1 + 10C, mezclamos y medimos la temperatura mxima que alcanzo despus de haber agitado (T3). Despus de haber determinado el Cp, agregamos 200 ml del acido en el termo y adicionamos 50 ml de NaOH sobre el acido las dos soluciones (acido y base),estas estaban a la misma temperatura, la cual es la temperatura T4, y medimos la temperatura mxima alcanzada dentro del frasco, la cual denominamos T5.CLCULOS Y RESULTADOS

DATOS:Parte I

Peso del calormetro = 530,2 gPeso del calormetro + HO (100g) = 756,4gTemperatura del HO sin calentar = 29CTemperatura del HO (50 mL) caliente = 40C

Temperatura del HO total en el calormetro = 33CClculos

como ; y

Parte II

Temperatura inicial del NaOH = 30CTemperatura inicial del HCL = 30CTemperatura del HCl + NaOH en el calormetro = 31 C

ANALISISCUESTIONARIO

1. Determinar el Cp y el H de neutralizacinR/.50(T2- T3) = (Cpc + T1)( T3- T1)

Acido y base fuerte(Cpc =

(Cpc = 2.16cal/gC

Hmolar =

Hmolar =

Ahora calculamos el nmero de moles:

nNaOH = 0.05L*0.5N=0.025molesnHCl = 0.2L*0.5N=0.1moles

el reactivo limite es el NaOH, ya que fue el que se consumi todo y los moles neutralizados sern:

Moles de acido neutralizado = (0.1-0.025) moles =0.075moles

Hmolar = = 10086.4cal/mol g

Acido y la base dbil:(Cpc =

(Cpc = 2.16cal/gC

Hmola =

Hmolar = = 6724.2

2. Qu condiciones debe cumplir el recipiente en el cual va a realizar la neutralizacin? Por qu?R/ El recipiente de be ser adiabtico, ya que este debe consistir en un recipiente con doble pared de vidrio entre las que se ha practicado un cierto grado de vaco que disminuye la prdida de calor por conduccin y conveccin. La pared interna se debe encontrar recubierta de una superficie reflectante que evite en parte la prdida de calor por radiacin.3. Por qu el calor de neutralizacin disminuye cuando los electrolitos son dbiles?

R/. En la neutralizacin de soluciones diluidas de cidos dbiles y bases dbiles, el calor desprendido es menor que 13680 cal. Por ejemplo, en la neutralizacin del cido actico (CH3COOH) con NaOH, el calor desarrollado es de slo 13300 cal por mol de agua formado. La diferencia de calor no desarrollado (13680-13300 = 0,380 cal), puede ser interpretada como el calor requerido para completar la disociacin del cido actico en iones H+ y CH3COO- a medida que la reaccin de neutralizacin tiene lugar; Por cada in H+ proveniente del CH3COOH que se neutralice con un in OH-, ms CH3COOH se ionizar en H+ y CH3COO- hasta que la neutralizacin sea completa; esta ionizacin del CH3COOH, requiere calor, que se obtiene a expensas del calor que se desarrolla en la unin de los iones H+ y OH-.

4. Compare los resultados con resultados tericos y compare a que se deben las posibles desviaciones si las hay.

R/. Comparando los resultados obtenidos en este laboratorio y los reportados tericamente observamos en estos no hay mucha concondarcia, ya que en este laboratorio se prescinde del clculo del equivalente en agua del calormetro y la experiencia nos dice que es un valor difcil de determinar y con resultados a veces dispares. Esto conlleva a que los resultados experimentales que se obtienen pueden diferir de los de la bibliografa entre un 5% y un 10%.CONCLUSIN

El calor de neutralizacin de cidos fuertes con bases fuertes en solucin diluida, es prcticamente constante cuando 1 mol de agua se forma en la reaccin. Laexplicacin de este hecho reside en que tanto los cidos como las bases fuertes y sussales derivadas estn completamente disociados en sus respectivos iones cuando se hallan en solucin acuosa suficientemente diluida. Desde este punto de vista, una solucin diluida de HCl consiste solamente en iones H+ y Cl- en solucin acuosa; y similarmente, una solucin diluida de NaOH consiste en iones Na+ e OH- en solucin acuosa. Despus de la neutralizacin, la solucin restante contiene solamente iones Na+ y Cl-.

En la neutralizacin de soluciones diluidas de cidos dbiles y bases dbiles, el calor desprendido es menor que 13680 cal. BIBLIOGRAFA CASTELLAN, Gilbeert W. Fisicoquimica. Mexico: Fondo Educativo Interamericano S.A. 1976

MARON y PRUTTON. Fundamento de fisicoqumica. Limusa Wiley

Q=(Cpc+250)( EMBED Equation.3 )

Q=(2.16cal/gC+250)(27C-24C)

Q=756.48cal/g

Q=(Cpc+250)( EMBED Equation.3 )

Q=(2.16cal/gC+250)(26C-24C)

Q=504.32cal/g

_1194596071.unknown

_1194596983.unknown

_1194596993.unknown

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_1194595785.unknown

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_1194595662.unknown