Informe 1 Laboratorio de Fisicoquimica.doc

Microsoft Word - 301105_Modulo_Modificado_junio_11_2010.doc

PRACTICA N. 1 BIOTECNOLOGIA301105- TECNOLOGA DE LACTEOS

Curso Acadmico:

SHAPE \* MERGEFORMAT

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

CEAD PALMIRA

CALI,SEPTIEMBRE2012

INFORME N 1. DETERMINACIN DEL CALOR DE UNA REACCIN QUMICAPresentado Por:SANDRA PATRICIA MONCADA

COD. 1.113.621.285LUZ AIDI ALVAREZ HOYOS

COD: 52.302.188RAFAEL RODRIGUEZ RUBIO

COD.94375846SANDRA URIBE SILVACOD. 66.724.212HECTOR F. QUINTERO FORY.COD. 94.332.431

Presentado a:TUTOR DE LA PRACTICA: ANDRES ESCOBAR

TUTOR VIRTUAL: OSVALDO GUEVARA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

CEAD PALMIRA

CALI, SEPTIEMBRE 2012

INTRODUCCINEl propsito de este trabajo es estar familiarizado con los contenidos aplicando estos en cada una de las actividades realizadas, como se puede observar por medio del mapa conceptual se visualiza de una forma ms precisa las temticas, las gua de prcticas de fisicoqumica estn relacionada con esta dos ltimas fases, en ellas el estudiante podr verificar y contrastar algunas de las leyes y teoras que sustentan muchos de los proceso fisicoqumicos, a travs experiencias sencillas, que estimulan a los estudiantes a observar, manipular, controlar reportar analizar y discutir los resultados obtenidos.OBJETIVOS Aplicar los principios de la termodinmica aplicada a procesos adiabtica y reacciones de equilibrio.

Comprender las relaciones que sustentan el equilibrio de fases, de dos y tres componentes.

Interpretar fenmenos de superficie como tensin superficial y adsorcin, relacionado los factores en modelos matemticos.

Analizar los factores relacionados con la velocidad de una reaccin qumica.

Comprender y aplicar los fundamentos de la calorimetra.

Identificar y calibrar un calormetro adiabtico.

Determinar el calor o entalpa de la reaccin de neutralizacin del HCl con NaOH.FUNDAMENTACIN TERICASe denomina calor de reaccin la cantidad de calor desprendido (en las reacciones exotrmicas) o absorbido (en reacciones endotrmicas) durante las reacciones qumicas. En general, los cambios calorficos dependen de la naturaleza qumica de las sustancias que participan en la reaccin, tanto de los reactivos como de los productos, los otros factores que los afectan son la concentracin, la temperatura y la presin. Los aparatos que se utilizan para determinar el calor de reaccin se denominan calormetros. El calor de una reaccin se mide con su cambio de entalpa (H), ya que se efecta de preferencia a presin constante y su valor es igual a la diferencia de la suma de las entalpas de los productos (Hp) menos la suma de las entalpas de los reactivos (Hr). A variacin de calor o cambio de entalpa (H) de una reaccin qumica recibe denominaciones diferentes, segn la naturaleza de la reaccin: calor de neutralizacin, calor de ionizacin, calor de combustin, calor de formacin, calor de hidratacin, calor de precipitacin, etc. El valor del calor de reaccin es importante para determinar la constante del equilibrio qumico, el poder calorfico de los combustibles, la energa de los enlaces qumicos, la espontaneidad de las reacciones.

PRACTICA N. 1DETERMINACIN DEL CALOR DE UNA REACCIN QUMICAFundamenteo teoricoEl calor absorbido o cedido por un sistema durante un proceso a presin constante, es la entalpa de dicho proceso y puede medirse empleando un calormetro adiabtico, es decir, aislado trmicamente de sus alrededores.

Si el proceso es una reaccin qumica, se habla de la Entalpa o calor de reaccin.

En la presente prctica, se determinar le entalpa o calor de neutralizacin de un cido fuerte, cido clorhdrico, con un lcali fuerte, hidrxido de sodio. En este caso, se obtiene un producto neutro, el agua, mas los iones Cl- y Na+. En todas las reacciones de neutralizacin en que intervienen cidos y bases fuertes, el producto es el agua; por lo tanto, la entalpa de reaccin (neutralizacin), es siempre la misma y corresponde a la entalpa de formacin del agua cuyo valor es de 13,7 Kcal. /mol o 57,32 KJ /mol. Tal como se mencion anteriormente, este proceso se efecta a presin constante; por lo cual puede afirmarse que el calor generado en la reaccin es la variacin en la entalpa del sistema. LISTADO DE MATERIALES Y EQUIPOS


CRONOMETRO SHAPE \* MERGEFORMAT

BALANZA DE PRECISIN


PROBETA 200ML SHAPE \* MERGEFORMAT

ERLENMEYER DE 250 ML


TERMMETRO VASO DE PRECIPITADO


ESPTULA SHAPE \* MERGEFORMAT

PLANCHA CALENTAMIENTO


CALORMETROPINZAS

BURETRA VARILLA DE AGITACIN

LISTA DE REACTIVOS SHAPE \* MERGEFORMAT

AGUA DESTILADA SHAPE \* MERGEFORMAT

FENOLFTALENA AL 3%

HIDRXIDO DE SODIO


CIDO CLORHDRICO


HELADOPALETA

MARGARINA

Experimento de reaccin:


DETERMINACIN DEL CALOR DE UNA REACCIN QUMICALa determinacin de Calor en una reaccin est definida por la cantidad de energa cedida o absorbida por un sistema termodinmico es decir la cantidad de energa que un sistema puede cambiar con su entorno. En esta prctica se determinara la entalpia o calor de neutralizacin de una acido fuerte y un lcali fuerte para este caso concreto se obtiene un producto neutro como es agua mas iones de Cl- y Na+ para la determinacin de estas reacciones es necesario utilizar el calormetro el cual es indispensable calibrarlo para obtener valores exactos en la determinacin del calor de reaccin de la practica.CALIBRACIN Y CLCULO DE LA CAPACIDAD CALORFICA DEL CALORMETRO

Al iniciar la prctica se hizo necesario calibrar el calormetro con un volumen de 100 ml de agua para asegurar que las medidas de la experiencia fuesen precisas y los valores constantes de medida para este tipo de prctica la calibracin del calormetro se realizo primero tomando su temperatura, luego se tomaron otros 100 ml de agua y se calentaron a 40 C y se agregaron al calormetro con el agua a temperatura ambiente y se realizaron lecturas cada 15 seg hasta que la temperatura se estabilizo y se realizaron los clculos pertinentes de la capacidad calorfica del calormetro.DETERMINACIN DEL CALOR DE NEUTRALIZACIN DEL HCL CON NAOHPara la determinacin del calor de neutralizacin de esta reaccin se preparo 50 ml de solucin de HCl 1 N y se verti dentro del calormetro y medimos su temperatura, luego preparamos 100 ml de NaOH 1 N le equilibramos su temperatura con la del HCl y luego lo vertimos dentro del calormetro y se empieza a tomar la temperatura cada 15 segundos durante 5 minutos se registraron los descensos y aumentos de temperatura para realizar los clculos de calor de neutralizacin de la reaccin.

RESULTADOSCALIBRACION DEL CALORIMETRO:

Volumen de agua destilada 100 ml a 26 C

Volumen de agua calentada destilada 100 ml a 41 C

Temperatura final 32C

CALOR DE NEUTRALIZACION:

T inicial HCL en el calormetro 26C

T inicial NaOH 27.8C

T de la mezcla NaOH +HCL Inicial 28.8C

Final 28.8C

Tiempo 5 minutos

SISTEMA HCl-NaOH

Tiempo(Segundos)Temperatura CVelocidad de agitacin

3028.8

6028.8

9028.8

12028.8

15028.8

18028.8

PROMEDIO28.8

CALCULOS Y ANALISIS DE RESULTADOS:

CALIBRACION DEL CALORIMETRO:

-Q1 = -200 g x 1 cal/ g (32-41) -Q1 = 1800 cal

m: masa total del agua adicionada

c: calor especifico del agua (1 cal/g. C )Tf: temperatura final del agua en el calormetro, temperatura del sistema

Ti: temperatura del agua calentada, inmediatamente antes de adicionarla al calormetro.

Como el calor desprendido por el agua es el mismo absorbido por el calormetro entonces decimos que:

Tf: temperatura final del agua en el calormetro, temperatura del sistema

T0 : temperatura inicial del calormetro mas el agua a temperatura ambiente.Donde k es la capacidad calorfica o equivalente en agua del calormetro.

K= 1800/ (32-26) = 300

Calor de neutralizacin.

Utilizamos 100 ml de NaOH 1N y 100 ml de HCl 1 N. Como el acido clorhdrico y el hidrxido de sodio son monoprotico se dice que:

La N = M* H+ para el acido, la N = M* OH- para la base, por lo tanto la Moralidad para el acido y la base es 1M.

n acido: 0,1 moln base : 0,1 mol

n sln: 0,2 mol

Qsln= 0,2 x 1 x ( 28,8 - ( 26-27.8)/2 ) Qsln= 5,94Calor liberado en el proceso es:

Q p= 5,94 + 300 (28.8 26)

Q p= 845.9 calQneutr. = Q p / n = 845,9 / 0,1 = 8460 cal = 8,5 Kcal.

CONCLUSIONES

La teora indica que la entalpia de la reaccin de neutralizacin entre un acido fuerte y una base fuerte es la misma y corresponde a la entalpia de formacin de agua cuyo valor es de 13, 7 kcal/ mol, pero el resultado obtenido en el laboratorio fue de 8,5 Kcal lo cual evidencia que obviamente hubo perdidas en el sistema producto de tener un equipo muy rudimentario y una agitacin muy deficiente.

El calor absorbido o cedido por un sistema durante un proceso a presin constante es la entalpia de dicho proceso y se puede medir mediante el uso de un calormetro adiabatico.

PRACTICA N. 2 DETERMINACIN DEL CALOR LATENTE DE FUSIN DE ALGUNOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS

Fundamento tericoCuando una cantidad determinada de una sustancia est en el proceso de cambio de estado (slido a lquido, lquido a vapor, slido a vapor), ocurre una absorcin de calor sin que ocurra un cambio en la temperatura. La cantidad de calor absorbido en el cambio de slido a lquido se denomina calor de fusin; si ocurre el cambio en la direccin contraria, es decir de lquido a slido, se obtiene el calor de solidificacin. Como se trata de la misma sustancia, estos tienen el mismo valor; y este valor depende de la cantidad de sustancia, m y de una propiedad llamada calor latente de transformacin, (fusin, vaporizacin, etc.), L:Q = mLEl calor latente de transformacin, es la cantidad de calor absorbido o cedido por un gramo de sustancia durante un cambio de estado. Esta propiedad puede determinarse mediante un procedimiento similar al desarrollado en el Laboratorio

1, empleando el calormetro adiabtico construido, en un proceso a presin constante.

En la presente prctica, se determinarn los calores latentes de fusin de algunos productos alimenticios como helados de agua y crema; y productos grasos como margarina y mantequilla.

Para esta prctica se tomar el valor de la capacidad calorfica, K, determinada previamente.RESULTADOS

Parte a) Prctica margarina 20.22 grs de margarina

Calormetro: 100 ml de agua destilada t inicial 30C

99.53 peso del vaso vacio

T inicial del calormetro 30C

Peso del vaso vacio 99.53 grs

Peso de la margarina 20.12 grs ____________

119.65 grs

119.65 104.08 = 15.62 grs Peso del residuo

T inicial 30C

T final 31C

Tiempo 5 minutos Parte b) Prctica helado de leche

Peso beacker vacio 74.8 grs

Peso helado 20 grs

______________ 94.8 grs

94.8 78.76 = 16.04 16.04 grs peso del residuo

T inicial 46.2 C Temperatura final 43.5 C

TEMPERATURA CTIEMPO

46.210

44.230

44.050

43.51:10

43.52:00

43.02:40

43.53:00

43.53:40

43.54:00

43.54:40

43.55:00

Parte c) Prctica paleta de agua

T inicial agua caliente 47.5 C

Peso beacker 100.29 grs

Peso paleta 24.83 grs

______________

125.12 grs

-

Peso vaso+residuo 103.19 grs

______________

Peso residuo 21.93 grsTEMPERATURA CTIEMPO

47.51

3710

3620

3430

33.540

3350

3360

33110

33170

33180

33190

335 min

CALCULOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

CALOR LATENTE DE LA MANTEQUILLA

Mmantequilla = 15,62 g

To = 30 CTf = 31 C

magua= 100 g.

k = 300 cal,

Donde k es la capacidad calorfica o equivalente en agua del calormetro, se determino en la practica 1.

L= ( 300 + (100)(1))(31 - 30))/ 15,62L= 25,6 cal/gCALOR LATENTE HELADO AGUA

mh = 21,93 g

To = 47,5 CTf = 33C

magua= 100 g.

k = 300 cal,


L= ( 300 + (100)(1))(47,5 - 33))/ 21,93L =264,5 cal/gCALOR LATENTE DEL HELADO CREMA

mh = 16,04 g

To = 46,2 CTf = 43,5 C

magua= 100 g.

k = 300 cal,


L= ( 300 + (100)(1))(46,2- 43,5))/ 16,04L =67,3cal/gEVIDENCIAS DE LA PRACTICA

MATERIAS PRIMAS



BIBLIOGRAFIA

Adicione 50 o 100 mL de agua1 a temperatura ambiente. Tape y permita que ocurra el equilibrio trmico. Registre la temperatura inicial y el volumen exacto de agua.

Prepare el calormetro de tal manera que el extremo del agitador y del termmetro quede a unos dos centmetros del fondo.

CALIBRACION DEL CALORIMETRO

DETERMINACION DEL CALOR DE UNA REACCION QUIMICA

Caliente una porcin de agua hasta una temperatura cercana a 40 C. Registre el valor exacto de la temperatura y adicione 50 o 100 mL de esta agua al calormetro, tapando rpidamente para evitar la prdida de calor.

Contine leyendo la temperatura en funcin del tiempo hasta que esta alcance un valor constante o presente un descenso regular durante 5 minutos.

Repita el procedimiento anterior una vez ms para obtener una rplica de los datos..

Destape el calormetro, retire la mezcla. Lave y seque perfectamente todas las partes.

Contine agitando y leyendo la temperatura en funcin del tiempo hasta que esta alcance un valor constante o presente un descenso regular durante 5 minutos

Agite y lea la temperatura cada 10-15 segundos, durante 5 minutos.

Registre el valor exacto de la temperatura de la solucin de NaOH y adicinela al calormetro, tapando rpidamente para evitar la prdida de calor.

Mida un volumen igual de solucin de NaOH 1 N y mida su temperatura. Trate que la temperatura de esta solucin sea la misma del HCl dentro del calormetro; para esto puede enfriarla o calentarla suavemente.

Adicione 50 o 100 mL de solucin de HCl 1 N a temperatura ambiente. Tape y permita que ocurra el equilibrio trmico. Registre la temperatura inicial y el volumen exacto de solucin adicionada.

Prepare el calormetro de tal manera que el extremo del agitador y del termmetro quede a unos dos cm del fondo

DETERMINACION DEL CALOR DE NEUTRALIZACIN DEL HCL CON NaOH

Calcule la capacidad calorfica del calormetro.

Repita el procedimiento anterior una vez ms para obtener una rplica de los datos.

Destape el calormetro, retire el agua y seque perfectamente todas las partes.

Agite y lea la temperatura cada 10-15 segundos, durante 5 minutos.

DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION EN ALGUNOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS

Funda completamente el producto pesado, calentando suavemente. Retire de la fuente de calor y permita que enfre

Pese alrededor de 20 g7 del producto seleccionado (mantequilla o margarina),

en un recipiente de vidrio o metal previamente pesado. Registre los pesos del

recipiente vaco y del producto.

DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE MANTEQUILLA Y MARGARINA

Cuando note que el producto comienza a solidificar, adicinelo rpidamente al calormetro y coloque nuevamente la tapa. Reserve el recipiente con el residuo del producto.

Adicione 50 o 100 mL de agua5 a 40-50 C. Tape y permita que ocurra el equilibrio trmico. Al cabo de unos 5 minutos, registre la temperatura inicial y el volumen exacto de agua.

Prepare el calormetro de tal manera que el extremo del agitador y del termmetro que den a unos dos cm del fondo

Calcule el calor latente de fusin del producto seleccionado

Repita el procedimiento anterior una vez ms para obtener una rplica de los

datos.exacto que se adicion al calormetro

Pese el recipiente con los residuos del producto para determinar el peso

exacto que se adicion al calormetro

Destape el calormetro, retire la mezcla, lave y seque perfectamente todas las partes.

Contine leyendo la temperatura en funcin del tiempo hasta que esta alcance un valor constante o presente un comportamiento regular durante 5

minutos.

Agite continuamente y lea la temperatura cada 10-15 segundos, durante 5 minutos.

Permita que el producto se aclimate y cuando note que comienza a fundirse, adicinelo rpidamente al calormetro y coloque nuevamente la tapa. Reserve el recipiente con el residuo del producto

Retire el hielo o el helado del congelador. Pese alrededor de 20 g6 del producto en un recipiente de vidrio o metal previamente pesado. Registre los pesos del recipiente vaco y del producto congelado.

Adicione 50 o 100 mL de agua5 a 40-50 C. Tape y permita que ocurra el equilibrio trmico. Al cabo de unos 5 minutos, registre la temperatura inicial y el volumen exacto de agua.

Prepare el calormetro de tal manera que el extremo del agitador y del termmetro que den a unos dos cm del fondo

DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION DE LOS HELADOS DE AGUA Y CREMA

DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION EN ALGUNOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS

Contine leyendo la temperatura en funcin del tiempo hasta que esta alcance un valor constante o presente un comportamiento regular durante 5

minutos..

Agite continuamente y lea la temperatura cada 10-15 segundos, durante 5 minutos.

Destape el calormetro, retire la mezcla, lave y seque perfectamente todas las

Partes exacto que se adicion al calormetro

Repita el procedimiento anterior una vez ms para obtener una rplica de los productos.

datosexacto que se adicion al calormetro.partesexacto que se adicion al calormetro

Calcule el calor latente de fusin del producto seleccionado, tal como se indica en el numeral 5.

Pese el recipiente con los residuos del producto para determinar el peso

exacto que se adicion al calormetro.partesexacto que se adicion al calormetro

Tomar lectura de temperatura cada 30 seg por 3 min y controlar la velocidad de agitacin en todo momento

Mezcle los reactivos bombeando HCl con ayuda de la pera, con agitacin constante

Tomar lectura de temperatura cada 30 seg de 10-12 min

Periodo inicial

Periodo final

Registrar datos

Attribute VB_Name = "ThisDocument"Attribute VB_Base = "1Normal.ThisDocument"Attribute VB_GlobalNameSpace = FalseAttribute VB_Creatable = FalseAttribute VB_PredeclaredId = TrueAttribute VB_Exposed = TrueAttribute VB_TemplateDerived = TrueAttribute VB_Customizable = True

Informe 1 Laboratorio de Fisicoquimica.doc

Documents

Transcript of Informe 1 Laboratorio de Fisicoquimica.doc