EyCinetica Practica 2
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Universidad Nacional Autónoma de México. CONSTANTE DE EQUII!"IO DISOUCI#N DE $NO% a&oratorio de E'uili&ro ( Cinética. O&)etivo. Estudiar el e'uili&rio de una reacción de disolución *ara determinar las *ro*iedades termodin+micas asociadas a esta. ,ro*uesta ex*erimental. "eactivos ( materiales. - / de $NO% -A/ua destila -0 ,ro&eta /raduada de 12 m. con &ase de *l+stico -0 Te rmómetro di/ital 302 a 0224C5 -0 !ureta -0 So*orte -0 !a6o Mar7a 3vaso de **do. de 822 m5 -0 "esistencia eléctrica *ara calentamiento -0 A/itador de vidrio Datos9 c+lculos ( resultados. n $NO% 3mol5 :ol. De a/ua A/re/. 3m5 :ol. total de Solución 3m5 Tem* 34C5 Tem*eratura 3$5 2.2%;;8 % 1.< 88.= %%;.;1 2.2%;;8 0 8.< 1.= %<>.;1 2.2%;;8 0 >.0 8.8 %0;.>1 2.2%;;8 0 =.< 2.1 %0%.81 2.2%;;8 0 ;.< %.8 %2>.>1 2.2%;;8 0 02.< %0.> %2.=1 2.2%;;8 0 00.0 <>.< %22.%1 9 Al/oritmo de caluculo a5Constante de e'uili&rio de la disolución de $NO% $?3$ @ 53NO% - 5 $? s < &5"elación de la constante de e'uili&rio de la disolución del $NO% con la ener/7a de i&&s B? - "Tln$ c5"elación de la constante de e'uili&rio con la ental*7a ( entro*7a de la reacción TS?- "Tln$ C+lculos. a5Calcular la concentración de los iones 3solu&ilidad5 s? molF s?2.2%;;8F2.221< s?>.8=>2 Calcular la constante de e'uili&rio $ $?3>.8=>25 < $?1;.21 c5Calcular B a *artir de la constante de e'uili&rio B? -=.%0% GFmolH$ 3%%;.;1 $5 3.05 ? -001<> .0%;2> G F mol d5 Calcular BS a *artir de los valores de ∆ o&tenidos ∆ S= ( ∆ H − ∆ G) T ∆ S= ( 32624 . 96+ 11527.13907) 339.95 ( J mol K ) =136.6587412 mo raica. 0.00280 0.00300 0.00320 0.00340 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 f(x) = - 3997.98x + 15.91 R² = 0.99 lnK 1/T emp eratura absoluta Ln(K) Analisis de resultados. 0.Calcular la *endiente ( el coeiciente de correlación. JQué re*resenta esta *endienteK Calentar en &a6o Mar7a9 LecLo anterior mente con una resistenc ia9 Lasta 'ue no se o&serve nada del $NO% ( anotar el volumen de la "e/istrar c+lculos e inter*retarlos :olve r calentarlo en el &a6o Mar7a Lasta disolverse totalmente de nuevo los cristales ( anotar su volumen Lasta 'ue se disuelva todo. A/re/ar con &ureta 0 m.9 de a/ua des til ada des*ués de 'ue se ano to la *rimer lectura de cristaliación. A/re/ar inicialmente % m. De a/ua destilada co n una &ureta en la *ro&eta. ,esar /ramos $NO% ( a/re/arlos en una *ro&eta. acer una re/resión lineal en la /raica *ara o&tener B9 B ( Con los datos ta&ulados ela&orar una /raica de 0FT en el e)e x ( n $ en el "etirarlo Lasta 'ue se di su elva los cristales ( *onerlo a enriar ( re*etir lo mismo 1 veces *ara Inmediatamente cuando se o&serva los *rimeros cristales del $NO% re/istrar la tem*eratura en la ta&la 0. "etirar la disolución del &a6o Mar7a cuando se disuelva el ltimo cristal ( o&servar con cuidado la disminución continua de la tem*eratura. 0FT 3 $ -0 5 sP 3molF5 $ ln$ B 3GFmol5 BS 3GFmol$5 2.22<; >.8=>2 1;.21 .0 -001<>.0%;2 0%8.81=>0< 2.22%21 8.1<% 0.1 %.> -02080.282% 0%>.;%>11 2.22%0% 1.8<=<% %0.8= %.1 -;0=8.%1;8 0%>.;>0%0% 2.22%0; .=>%<< <%.>1 %.< -=<1;.=>12 0%>.>22=8<0 2.22%<1 .%%1% 0=.=> <.; ->101.882< 0%>.;<<1%1% 2 2.22%<= %.;0>8; 01.%1 <.> -8;<0.>;<=0 0%>.<=8102= 2.22%% %.8222 0<.;8 <.8 -8%;>.%0;18 0%>.1;><20=
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2015
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Universidad Nacional Autnoma de Mxico.CONSTANTE DE EQUILIBRIO DISOLUCIN DEL KNO3Laboratorio de Equilibro y Cintica.
Objetivo.Estudiar el equilibrio de una reaccin de disolucin para determinar las propiedades
Calentar en bao Mara, hecho anteriormente con una resistencia, hasta que no se observe nada del KNO3 y anotar el volumen de la disolucin.termodinmicas asociadas a esta.
Propuesta experimental.
Registrar clculos e interpretarlosVolver calentarlo en el bao Mara hasta disolverse totalmente de nuevo los cristales y anotar su volumen hasta que se disuelva todo.Agregar con bureta 1 mL., de agua destilada despus de que se anoto la primer lectura de cristalizacin.Agregar inicialmente 3 mL. De agua destilada con una bureta en la probeta.Pesar 4 gramos KNO3 y agregarlos en una probeta.Hacer una regresin lineal en la grafica para obtener H, G y SCon los datos tabulados elaborar una grafica de 1/T en el eje x y Ln K en el eje yRetirarlo hasta que se disuelva los cristales y ponerlo a enfriar y repetir lo mismo 5 veces para tener 6 pares de datosInmediatamente cuando se observa los primeros cristales del KNO3 registrar la temperatura en la tabla 1.Retirar la disolucin del bao Mara cuando se disuelva el ltimo cristal y observar con cuidado la disminucin continua de la temperatura.
Reactivos y materiales.- 4g de KNO3-Agua destila-1 Probeta graduada de 50 mL. con base de plstico -1 Termmetro digital (410 a 100C) -1 Bureta -1 Soporte -1 Bao Mara (vaso de ppdo. de 600 mL) -1 Resistencia elctrica para calentamiento -1 Agitador de vidrio
Datos, clculos y resultados. n KNO3 (mol)Vol. De aguaAgreg. (mL) Vol. total de Solucin (mL)Temp(C)Temperatura(K)
0.0399635.266.8339.95
0.0399616.254.8327.95
0.0399617.146.6319.75
0.0399618.240.5313.65
0.0399619.234.6307.75
0.03996110.231.7304.85
0.03996111.127.2300.35
,
1/T ( K-1)s(mol/L)KlnKG(J/mol)S(J/molK)
0.002947.6847059.054.1-11527.1390136.6587412
0.003056.4452341.543.7-10161.0603137.4937455
0.003135.6282331.683.5-9186.34596137.971313
0.003194.8732223.753.2-8259.87540137.7008621
0.003254.3435318.872.9-7515.66024137.9225353
0 0.003283.9176915.352.7-6921.79281137.2865108
0.00333.6000412.962.6-6397.31956137.5972018
Algoritmo de caluculoa)Constante de equilibrio de la disolucin de KNO3K=(K+)(NO3-)K= s2b)Relacin de la constante de equilibrio de la disolucin del KNO3 con la energa de GibbsG= - RTlnKc)Relacin de la constante de equilibrio con la entalpa y entropa de la reaccinHTS=- RTlnK
Clculos.
a)Calcular la concentracin de los iones (solubilidad)s= mol/Ls=0.03996/0.0052 s=7.68470Calcular la constante de equilibrio KK=(7.68470)2K=59.05c)Calcular G a partir de la constante de equilibrioG= -8.31434 J/mol*K (339.95 K) (4.1) =-11527.13907 J / mold) Calcular S a partir de los valores de G obtenidos
Grafica.
Analisis de resultados.
1.Calcular la pendiente y el coeficiente de correlacin. Qu representa esta pendiente? Qu unidades tiene? Anotar los resultados
m= - y sus unidades son (Mol K) m=-3998r2=0.98163
2. Comparar el valor del H obtenido experimentalmente con el terico calculado a 25C H= -m(R)H= -(-3998)(8.314)H= 33239.372 J/molH terico= 35100 J/mol% de error (H) = *100 = 5.3%
3. Apartir de los resultados obtenido para el G, H y S, discutir y contestar las siguientes preguntas a) Es el proceso de disolver KNO3 en agua espontneo todas las temperaturas estudiadas?Es un proceso espontaneo porque todos los valores de G< 0b) Es una reaccin que libera energa o que requiere energa?H >0,por lotanto requiere energapara disolverse y si se observ porque se tiene que calentar la disolucin para poder disolver todo el KNO3c) Es el valor de S consistente con el esperado para esta reaccin?Si, ya que S > O, y es lo que se esperaba, ya que en la reaccin la cantidad del de los productos es mayor que el de los reactivos.
Conclusiones.En la prctica se puede observar que para disolver el KNO3 se requiere energa, y se confirma al saber que el valor de la entalpia de esta reaccin era posita, es decir, que la reaccin es endotrmica. En la grfica presentada se puede observar que mientras la temperatura aumente la K aumentara, y por este hecho se obtendrn ms productos, que se tambin se puede apreciar con S, ya que si es positivo indica que el cambio de desorden de los productos es mayor que el de los reactivos, observado el valor del G se muestra que la reaccin es espontanea. Adems H se aprecia que se mantiene constanteY se puede observar que si se aumenta la cantidad de disolvente, mientras la cantidad del soluto no se modifica, la constante de solubilidad disminuir. Por lo que podemos decir que no es constante.
