INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA
Asignatura: Laboratorio Integral II
Práctica: Calor de disolución del ácido benzoico.
Titular: M.C. Lona Ramírez Fernando Jonathan
Elaborado or: Erick erra !"rez Leobardo #il$a %uerra &rz' (ominic #aucedo #ando$al Juan !ablo (elgado )choa
INTRODUCCIÓN Consideremos el equilibrio de disolución del ácido benzoico (B) en solución acuosa. La solución debe estar saturada en este componente. Asociada a este proceso hay cambios de entalpía, que pueden medirse analizando la dependencia de la solubilidad con la temperatura a presión constante. l proceso puede representarse como se indica en la ecuación !" ()#(, )
(c.!)
La condición de equilibrio requiere la i$ualdad de las ener$ías libre molares parciales de cada componente en cada %ase. n un sistema de &arios componentes como el que se estudia en este traba'o eperimental, la ener$ía libre molar parcial o potencial químico, μ, epresa la contribución por mol de ese componente a la ener$ía libre total de cada %ase. l potencial químico es una propiedad intensi&a en esas condiciones y no depende de los tamaos relati&os de las %ases en equilibrio. ste aspecto se tratará con mayor detalle en las clases teóricas. l proceso de disolución puede conducir a una solución" a) *deal, en cuyo caso la solubilidad de ese componente A en otro componente líquido C no depende de la naturaleza de este +ltimo. La solubilidad se dice ideal y la epresión que describe que el comportamiento de la solubilidad con la temperatura depende de la entalpía de %usión de A a la presión de traba'o. La solución ideal que se %orma está saturada en A. La dependencia de la solubilidad con la temperatura cumple con la ecuación"
(c. ) La solubilidad en esta ecuación se epresa en %racción molar, aunque se puede escribir en una escala de molalidad -m, moles de A por $ de C, hallando la relación entre xA y m para la sustancia A. n este análisis, siempre se separa el componente que está en eceso, A en este caso, permaneciendo los moles de C en la solución, tal como se indica en la epresión pre&ia. b) /eal, en cuyo caso la solubilidad de A en C no depende solamente de la entalpía de %usión de A, sino que tambi0n inter&ienen las interacciones especí1cas que pueden eistir en ambos componentes. La sustancia A puede mantener la misma estructura molecular que tiene en el sólido o puede disociarse como es el caso de sales que dan lu$ar a equilibrio de 2ps. 3i se identi1ca con s a la solubilidad en unidades de molalidad, la dependencia de esta propiedad con la temperatura mantiene la misma estructura matemática que la &ista para el caso de la solubilidad ideal, pero ahora la entalpía se desi$nará cómo 4 .
Así, la dependencia de la solubilidad con la temperatura se epresa de la si$uiente %orma"
(c. 5) 3i bien esta ecuación tiene la %orma de aquella que describe la solubilidad ideal, no debe con%undirse con ella. La ecuación 5, es $eneral y por lo tanto, tambi0n puede ser aplicada a soluciones no ideales. *nte$rando la ecuación 5 en %orma inde1nida, y considerando despreciable la &ariación de la entalpía de disolución con la temperatura se obtiene"
(c. 6) 3e$+n la ecuación 6, un $rá1co de ln (s) en %unción de !78 debería ser una recta de cuya pendiente podría obtenerse 4 . 9!: OBJETIVO GENERAL studiar la solubilidad del ácido benzoico como una %unción de la temperatura y calcular la entalpia molar de disolución. OBJETIVO ESPECÍFICO ;btener de la $rá1ca de la de la solubilidad &s !7/8 DESARROLLO MATEMÁTICO
(c.=)
M Ac.Benzoico > molaridad del ácido benzoico > solubilidad V NaOH gastado > &olumen de titulación del ?a;@. MNaOH > .= Ac.benzoico > &olumen de la alícuota > ! ml V
DESARROLLO EXPERIMENTAL !. reparar una solución con .= $r de ácido benzoico de modo tal que esta resulte saturada a temperatura cercana a la ebullición. . Calentar la solución saturada hasta DEC cuando se haya disuelto todo el sólido. 5. La solución caliente a DFC se coloca en un matraz rlenmeyer y se sumer$e en un bao maría. 6. 3e de'a el sistema en el bao maría durante unos ! a != minutos a$itando %recuentemente para que se estabilice la temperatura y lue$o se procedió a la toma de la muestra. NOTA: Dos prec!c"o#es espec"$es %e&e# ser 'e#"%s e# c!e#': ()* +!e #o se "#'ro%!,c# cr"s'$es %e -c"%o &e#,o"co $ p"pe'er) .)* +!e #o cr"s'$"ce -c"%o &e#,o"co e# $ p"pe') E# e$ se/!#%o cso es co#0e#"e#'e 1!e e$ 2'er"$ %e 0"%r"o es'3 24or 'e2per'!r 1!e $ 2!es'r e5'rer6 por $o 1!e se %e&e c$e#'r e# es'e cso co# e$ "re %e !# sec%or 7s' 1!e se !'"$",) =. 3e midieron ! ml de solución, lue$o se tituló el ácido con solución de ?a;@ ! ?, empleando %enol%taleína como indicador. G. 3i$uiendo el procedimiento indicado, se &ol&ieron a tomar &arias muestras a distintas temperaturas, a'ustando el bao maría, comenzando con GEC y disminuyendo en !EC hasta lle$ar a 5EC. ANÁLISIS DE RESULTADOS Con la ecuación = se saca la solubilidad de cada alícuota tomada a di%erentes temperaturas, se$+n el &olumen de ?a;@ $astado"
Con el lo$aritmo de la solubilidad y el in&erso de la temperatura multiplicada por la constante de los $ases (/> H.5!66IJ7molK2), se obtiene la si$uiente $rá1ca"
rá1ca ! - ;btenida al $ra1car Ln 3olubilidad &s !7/8 La pendiente de la $rá1ca ! es de *.869. J;2o$ que se$+n la linealización de la ecuación 6, este es el &alor del calor de disolución del ácido benzoico. CONCLUSIONES
