LABORATORIO 5 Calor de Neutralización
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y
AMBIENTAL
ESCUELA DE PETRLEOS
INFORME DE LABORATORIO N 5
NOMBRE: Quezada Espinosa David Andrs. FECHA: 2014_06_04
PROFESOR: Dr. Bolvar Enrquez. CURSO: Cuarto
1. Tema: Calor de Neutralizacin.
2. Objetivos:
2.1. Objetivo General
Determinar el calor de neutralizacin de una reaccin cido-Base.
2.2. Objetivos Especficos
Determinar la ecuacin del calor de neutralizacin y sus unidades.
Establecer el tipo de reaccin entre un cido y una base.
Elaborar el anlisis dimensional para el calor de neutralizacin.
3. Marco Terico
Qu es el Calor de Neutralizacin?
El calor de neutralizacin es definido como el calor producido cuando un
equivalente gramo de cido es neutralizado por una base. El calor de
neutralizacin tiene un valor aproximadamente constante, en la
neutralizacin de un cido fuerte con una base fuerte, ya que en esta
reaccin se obtiene como producto en todos los casos un mol de agua,
que es formada por la reaccin:
+ + + 2
3+ 22
-
Las reacciones que ocurren durante un proceso pueden ser
endotrmicas, si absorben calor, o exotrmicas, si desprenden calor.
Los cambios endotrmicos se expresan con signo positivo, y los
cambios exotrmicos con signo negativo, de acuerdo con la primera ley
de la termodinmica. El cambio de entalpa ocurrido en la reaccin
directa es exactamente opuesto en la reaccin inversa. Este efecto
trmico es el mismo sin importar si la reaccin ocurre en una o varias
etapas. La magnitud del cambio depende de la constitucin, el estado
fsico de reactivos y productos y de la expresin estequiomtrica.
Los calores de neutralizacin pueden determinarse por mediciones
calorimtricas directas, a partir de mediciones en serie efectuadas sobre
soluciones de concentraciones finitas que Progresivamente se van
diluyendo y extrapolando a dilucin infinita.
Qu reaccin se produce al mezclar estas dos soluciones (cido-
base)?
Una reaccin cido-base o reaccin de neutralizacin es una reaccin
qumica que ocurre entre un cido y una base produciendo una sal y agua.
La palabra "sal" describe cualquier compuesto inico cuyo catin
provenga de una base (Na+ del NaOH) y cuyo anin provenga de un cido
(Cl- del HCl). Las reacciones de neutralizacin son generalmente
exotrmicas, lo que significa que desprenden energa en forma de calor.
Se les suele llamar de neutralizacin porque al reaccionar un cido con
una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.
Reaccin Exotrmica.
Se denomina reaccin exotrmica a cualquier reaccin qumica que
desprenda energa, ya sea como luz o como calor,1 o lo que es lo mismo: con
una variacin negativa de la entalpa; es decir: -H. El prefijo exo significa
hacia fuera. Por lo tanto se entiende que las reacciones exotrmicas
liberan energa. Considerando que A, B, C y D representen sustancias
-
genricas, el esquema general de una reaccin exotrmica se puede escribir
de la siguiente manera:
A + B C + D + calor
Ocurre principalmente en las reacciones de oxidacin. Cuando stas son
intensas pueden generar fuego. Si dos tomos de hidrgeno reaccionan
entre s e integran una molcula, el proceso es exotrmico.
cido Sulfrico
24 + 2 2(4) + 22 +
2+ + 2+ + 22+ + 42+ 2+ + 4
2+22 +
cido Clorhdrico
+ + 2 +
+ + + + + + + + 2 +
-
Ecuacin del calor de neutralizacin y anlisis dimensiona
2 2
2
3 1 3 2 3 1
1 2 3
0
(T ) (T ) (T )
,
a b sistema n
n a H O b H O
n
a b
H O
U Q W cuando W
U U U Q
Q m C T m C T Eqt T
Q calor deneutralizacin
m ym masas del cido ybase
T T yT temperaturasmedidas
C calor especficodel agua
Eqt Equivalentetrmic
odel calormetro
N
N
calH
mol
JH
mol
2
2
N
N
N
Q J
Q Nm
mQ kg
s
4. Montaje del equipo.
4.1. Diagrama del experimento
1
1
3
4
5
2
1
4.2. Materiales.
1. Vaso de precipitacin
(24) 2. Vaso de precipitacin
() 3. Calormetro.
4. Termmetro.
5. Embudo.
-
5. Procedimiento.
Medimos 30 g de NaOH para preparar la solucin.
Disponemos de los 30 g de NaOH en un matraz aforado con 250 mL.
Elaboramos la solucin de 24, para ello se mide 41,67 mL de cido
sulfrico.
Trasvasamos los 41,67 mL de cido sulfrico en un matraz con 250 mL
de agua.
Se enfran los dos matraces mediante el contacto con agua fra.
6. Datos experimentales
CIDO BASE NEUTRALIZACIN
t(s) T(C) t(s) T(C) t(s) T(C)
0 25 0 27 0 36
30 25 30 26 30 35
60 25 60 25 60 35
90 25 90 25 90 35
120 25 120 25 120 35
150 25 150 25 150 35
180 25 180 25 180 34
210 25 210 25 210 34
240 25 240 25 240 34
270 25 270 25 270 34
300 25 300 25 300 34
T media 25 T media 25.27 T media 34.64
Temperatura del H2SO4 (T1) 25C
Temperatura de la base NaOH (T2) 25,27C
Temperatura de Neutralizacin (T3) 34.64C
Equivalente trmico del calormetro 44.33cal/C
-
7. Clculos
7.1. Calcular la masa de las soluciones cidas
2 4
2 4
( )( )
( )( )( )
mol gr(3 )(98,08 )(0,040L)
11,77
H SO
H SO
mM
PM V
m M PM V
mL mol
m gr
7.2. Calcular la masa de la solucin bsica.
( )( )
( )( )( )
(3 )(40 )(0,040L)
4,8
NaOH
NaOH
mM
PM V
m M PM V
mol grm
L mol
m gr
7.3. Masa total y moles totales.
2 4
2 4
2 4
11,77 4,8
16,57
11,770,12
98,08 /
4,80,12
40 /
(0,12 0,12) mol
0,24
t H SO NaOH
t
t
H SO
NaOH
t H SO NaOH
t
t
m m m
m gr gr
m gr
grn mol
gr mol
grn mol
gr mol
n n n
n
n mol
-
7.4. Calcular el calor de neutralizacin.
11,77 .1 (34,64 25) C 4,8 1 (34,64 25,27) 44,33 (34,64 25) C
585,78
585,780,24
2440,75
n
n
n
cal cal calQ gr gr C
gr C gr C C
Q cal
calH Q
mol
calH
mol
7.5. Realizar el anlisis dimensional del calor de neutralizacin.
2 21 3 1 1 3 1 3 1
2 2 2
2 2 2
22 2
2
2 22 2 1
. .( ) . .( ) ( )
[ ][ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]
[ ] [ ]
[ ][ ]
[ ]
n H O H O cal
n
n
n
t
Q m C T T m C T T Eq T T
L L LQ M T M T M T
T T T T T T
LQ M ML T
T
QH
n
ML TH ML T mol
mol
8. Tabla de resultados.
Masa del H2SO4 11.77 g
Masa del NaOH 4.8 g
Volumen H2SO4 3M 40 ml
Volumen NaOH 3M 40 ml
Temperatura del H2SO4 25C
Temperatura de la base NaOH 25,27C
Temperatura de Neutralizacin 34.64C
Equivalente trmico del calormetro 44.33 cal/C
Calor de neutralizacin cido-base 2440, 75 cal/mol
-
9. Conclusiones
El calor de neutralizacin de un sistema cido-base obedece a la naturaleza
del cido y de la base, como tambin de la temperatura y de la
concentracin.
La transicin de la temperatura de un cuerpo indica la prdida o ganancia de
calor de dicho cuerpo.
La neutralizacin de un cido con una base es una reaccin exotrmica, libera
energa. 10. Recomendaciones.
Que se tenga precaucin al momento de masar el cido y la base.
Que se realice las mediciones de temperatura en el respectivo tiempo y asi
evitar grandes errores.
Que el equipo de medicin est en las aptas condiciones para evitar
dificultades en la prctica.
11. Bibliografa
BOLIVAR E, Gua de laboratorio Fisicoqumica. Universidad Central del
Ecuador, Facultad de Ingeniera en Geologa, Minas, Petrleos y Ambiental,
Quito Ecuador.
CALOR DE NEUTRALIZACIN,
http://pendientedemigracion.ucm.es/info/QCAFCAII/Doppler-
Lissajous/Pagina-web/Practicas/Practicas-fqi/teoria8.html
-
12. Anexos.
CUESTIONARIO
1. Qu es un calormetro?
Es un instrumento que se utiliza para calcular las cantidades
de calor entregadas o recibidas por los cuerpos. Sirve para establecer
el calor especfico de un cuerpo.
2. Qu es el calor de neutralizacin?
Es el calor generado cuando un cido reacciona con una base para
producir agua, el proceso de neutralizacin comprende nicamente la
combinacin del ion hidrgeno e hidroxilo para formar agua no ionizada.
3. Qu es el calor de reaccin?
Es la cantidad de energa calorfica que el sistema cede o absorbe para
que la temperatura contine constante durante todo el proceso de la
reaccin qumica.
4. De qu se trata la entalpa de las reacciones?
Es la energa intercambiada en forma de calor con el entorno cuando se
produce una reaccin a presin constante. Se mide en o en de
la reaccin tal como est escrita su ecuacin qumica, o respecto a alguno
de los compuestos que intervienen en la reaccin.
5. Qu reaccin se produce cuando se aade una solucin cida
fuerte y una solucin bsica?
Se provoca una reaccin cido-base o reaccin de neutralizacin.
-
6. Deducir la ecuacin del calor de neutralizacin?
2 2
2
3 1 3 2 3 1
1 2 3
0
(T ) (T ) (T )
,
a b sistema n
n a H O b H O
n
a b
H O
U Q W cuando W
U U U Q
Q m C T m C T Eqt T
Q calor deneutralizacin
m ym masas del cido ybase
T T yT temperaturasmedidas
C calor especficodel agua
Eqt Equivalentetrmic
odel calormetro
7. Anlisis dimensional del Qn
2
2
2
2
2 2
N
N
N
N
N
Q J
Q Nm
mQ kg
s
LQ M
T
Q ML T
8. Caractersticas de las soluciones cidas.
Tiene un pH de 0 a 6.5
Se disocian como H+
Son corrosivos
Tienen sabor agrio
Conducen la corriente elctrica
Reaccionan con las bases formando sustancias diferentes.
-
9. Caractersticas de las soluciones bsicas
pH de 7.5 a 14
Se disocia como OH
Son corrosivos
Tienen sabor amargo
Conducen la corriente elctrica
Dejan el papel tornasol azul
10. Ejemplos de cidos y bases (por lo menos 5 de cada uno).
cidos:
cido Ntrico (HNO3,) cido Clorhdrico (HCL), cido Fosfrico (H3PO3),
cido Ctrico (C6H8O7), cido Sulfrico (H2SO4), cido Brico (H3BO3),
cido Acetil Saliclico (C8H6O4), cido Actico (C2H4O2), cido
Lctico (C3H6O3).
Bases:
Hidrxido de Sodio (NaOH), Hidrxido de Potasio (KOH), Hidrxido de
Aluminio (Al(OH)3), Amoniaco (NH3), Hidrxido de Amonio (NH4OH),
Hidrxido de Calcio (Ca(OH)2), Hidrxido de Litio (LiOH), Hidruro de Sodio
(HNa), Hidrxido de Cromo (Cr(OH)3)
11. Qu es el calor de disolucin?
Es el calor absorbido o liberado, cuando la presin es constante, al diluir
un mol de soluto en n moles de disolvente.
12. Qu es el calor molar de neutralizacin?
Es el calor que resulta de la reaccin de neutralizacin de un mol de cido
por un mol de una base, estando estas en solucin acuosa.