DETERMINACION DEL CALOR DE DILUCION
OBJETIVOS
Determinar el calor de dilución de una solución, utilizando un balance calorimétrico, con un error del 10% en relación al valor dado en las tablas.
Calcular correctamente, las concentraciones finales de solventes por mol de soluto, en base a las diluciones efectuadas.
MARCO TEORICO
Cuando se le adiciona más disolvente a una solución, para disminuir la concentración del soluto, es común que se libere o absorba calor adicional. El calor de dilución es el cambio de calor asociado al proceso de dilución. Cuando un proceso de disolución es endotérmico (absorbe calor) y a dicha solución se le diluye, posteriormente la misma disolución absorbe más calor de los alrededores. Caso contrario es cuando un proceso de disolución es exotérmico, pues al adicionar disolvente, liberará más calor a los alrededores. Un ejemplo de ello es el Ácido Sulfúrico concentrado, que si se intenta diluir adicionando agua el recipiente estallará. La forma recomendada es al envase con agua agregar gota a gota el H2SO4 agitando para que se disipe el calor. El calor de dilución de una solución depende de la concentración original de la solución y de la cantidad de solvente añadido. La dilución del ácido sulfúrico concentrado libera considerable energía. La reacción puede escribirse como: H2SO4 (96%) + n H2O
H2SO4 (dil)
Donde n = moles de agua / moles de sulfúrico. El proceso de disolución de una sustancia suele ir acompañado de un desprendimiento de calor que, referido a un mol de sustancia, se conoce con el nombre de ” calor molar de disolución”. Esta magnitud no es constante ya que depende de la cantidad de disolvente
y, por lo tanto, de la concentración de la disolución. Se debe a que la molécula o ion en
disolución se rodea de moléculas o iones de signo contrario, cuando se trata de moléculas se polarizan y las partes negativas atraen a las partes positivas de otra moléculas; se establecen así unos enlaces, los cuales liberan la energía de enlace, que se manifiesta en la elevación de temperatura. MATERIALES
Termómetros
Calorímetro
Vasos de precipitación de 250 y 500 ml
Probetas de 250 y 500 ml
Pipetas de 5 y 10 ml
Agua destilada
Acido sulfúrico concentrado (de 5 a 100 ml)
PROCEDIMIENTO
1.- Se mide 50 ml de acido sulfúrico, en una probeta. 2.- El estudiante, en base a los datos de densidad y pureza de la etiqueta de la botella que contiene el acido, debe determinar la concentración del acido sulfúrico en moles/litros. 3.- Tomar la temperatura del acido sulfúrico (Ts). 4.- Colocar en un calorímetro 200 ml de agua destilada y luego tomar lectura de la temperatura del agua en el calorímetro (Ti). 5.- Vaciar el acido sulfúrico concentrado medido, con mucho cuidado dentro el calorímetro, esperar un minuto y leer la temperatura final de equilibrio (Tf). 6.- Para calcular el, calor de esta dilución,, recurrimos al siguiente balance de calor. CALCULOS
Calor de dilución = calor ganado por agua fría + calor ganado por el agua del acido sulfúrico + calor ganado por el acido sulfúrico + calor ganado por el calorímetro. Q (dil) = mC (Tf – T1) + ma C (Tf – Ts) + ms Cs (Tf – Ts) + K (Tf – T1) Donde: M = masa del agua fría dentro del calorímetro
199,6 g
C = calor especifico del agua
1 cal/g°C
Tf = temperatura final del equilibrio después de la dilución
40°C
T1 = temperatura inicial del agua fría del calorímetro
17°C
ma = masa del agua del acido sulfúrico concentrado Ts = temperatura inicial del acido sulfúrico concentrado
25°C
ms = masa del acido sulfúrico:
92g
Cs = calor especifico del acido sulfúrico.
-22,9 cal/g°C
k = constante térmica del calorímetro
4 kcal/g°C
1.- En qué tipo de soluciones, la dilución provoca una absorción de calor del medio? La dilución provoca una absorción de calor en soluciones del tipo endotérmico como por ejemplo: en Nitrato de amonio + agua , Yoduro de potasio + agua, Dicromato de potasio + agua, Acido oxalico + agua, Cloruro de calcio + agua, Carbonato de amonio + agua, Nitrato de aluminio + agua, Nitrato de magnesio + agua, Sulfato de magnesio + agua , Cloruro de amonio + agua.
2.- ¿Qué valor del calor de dilución es más confiable, el calculado en la práctica o el cálculo mediante la grafica de diluciones?
Es mas confiable el calculado en la practica, por los valores enteros que presenta en cambio la grafia llega a ser una representación de lo que se quiere mostra, un aproximado del resultado. CONCLUSION
Se logro calcular el calor de dilución, mediante los datos necesario que se calculo CUESTIONARIO
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Una mezcla de 200 ml de H3PO4 de densidad 1,5 g/ml y una pureza del 60% que se encuentra a una temperatura de 20°C, se vacia a un calorímetro que tiene 1000 ml de agua a 15°C la temperatura final alcanzada es de 50°C, el calor especifico de H3PO4, 1,5 cal/g°C. Determinar el calor molar de difusión de H3PO4. La constante del calorímetro es 10 cal/g°C.
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Se vacia a un calorímetro 150 ml de H2SO4, cuya densidad es de 1,3 g/cc y una pureza del 80%, una temperatura de 22°C, el calor especifico del H2SO4 es 1,2 cal/g°C, el calorímetro tiene una constante térmica de 10 cal/g°C ¿Cuál es el calor de dilución por mol de H2SO4?
BIBLIOGRAFIA
http://zona-quimica.blogspot.com/2010/06/calor-de-dilucion.html http://www.panreac.es/spanish/practicas/practicas33.htm
