UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO
Escuela profesional de ingeniería sanitaria Informe de laboratorio Nº 4
DETERMINACIÓN DEL CALOR DE SOLUCIÓN POR EL MÉTODO DE SOLUBILIDAD ÁREA
:
FISICOQUIMICA
DOCENTE
:
YUPANQUI TORRES Edson
ALUMNOS
:
CIRILO JIMENES Edwin Gianmir GUERRERO CRISPIN Alex Timoteo MEDINA QUEDO Yanet MEJIA BENITO Miguel Ángel NEIRA TORRES Kinberling PASCO MEZA María Milagros
Realizado: 25 de julio del 2017 Entrega: 01 de agosto del 2017
DETERMINACIÓN DEL CALOR DE SOLUCIÓN POR EL MÉTODO DE SOLUBILIDAD I. OBJETIVO
Determinar el calor de disolución de ácido oxálico por el método de la solubilidad. II. FUNDAMENTO TEÓRICO
El equilibrio más simple entre un sólido y su parte disuelta es de aquella solución saturada que no se ioniza en la solución dependiendo sólo de la temperatura y la concentración de la solución, puesto que en una solución saturada existe un estado de equilibrio, se puede aplicar la ecuación de Van’t Hoff que para el caso especial de la solubilidad “S” puede escribirse:
= ∆ Integrando y considerando a ∆ constante: ∫ = ∆ ∫ ∆ + ´ = ∆ + = , ,
Gráfico: Log S vs. 1/T:
Donde:
∆ = 2,3 2,3003 . .
Cuando la integración se realiza entre las temperaturas T1 y T2
∫ =
= ∆ [ × ]
∆ ∫ ∆ [ ] = , ×
Dónde: S1 = Solubilidad a la temperatura T1. S2 = Solubilidad a la temperatura T2.
∆ = Calor promedio de disolución. R = Constante de los gases. Las solubilidades se expresan en moles o gramos de soluto por 100 gramos de solvente. En la parte experimental se determinará el calor de solución del ácido oxálico determinando su solubilidad a tres temperaturas diferentes: 25°C, 30°C y 35°C, esta medida se realizará titulando una cantidad pesada de solución saturada a las temperaturas indicadas con solución valorada de hidróxido de sodio.
EL CALOR DE SOLUCIÓN La entalpía de solución, entalpía de disolución o calor de disolución es el cambio de entalpía de entalpía asociado a la disolución de una sustancia en un solvente un solvente a presión constante. El calor de solución es una de las tres dimensiones del análisis de solubilidad. de solubilidad. Se Se expresa más frecuentemente en kJ en kJ/mol /mol a temperatura constante. El calor de solución de una sustancia está definido como la suma de la energía absorbida, o energía endotérmica energía endotérmica (expresada en kJ/mol "positivos"), y la energía liberada, o energía exotérmica energía exotérmica (expresada en kJ/mol "negativos").
III.
MATERIALES Y REACTIVOS a. MATERIALES -
Pesa filtro.
-
Termostato.
-
Balanza analítica.
-
Termómetro.
-
Erlenmeyer de 150 ml.
-
Bureta de 50 ml.
-
Soporte universal.
-
Varilla de vidrio.
-
Pipeta de 5 ml.
b. REACTIVOS -
Solución de NaOH 0,5 N.
-
Solución saturada de H2C2O4.
-
Indicador fenolftaleína.
-
Agua destilada.
-
Algodón
IV.
PARTE EXPERIMENTAL a. Preparar una solución saturada de ácido oxálico a 50°C (aprox. 50 ml.) b. Colocar la solución saturada en un Erlenmeyer y mantener en un baño maría a la temperatura constante de 35 °C durante 10 minutos. c. Pesar una pesa filtro vacío, limpio y seco, y anotar su peso. d. Tomar 5ml de la solución con una pipeta cubriendo el extremo de la pipeta con algodón para evitar que penetre algo de sólido y pasar rápidamente al pesa filtro tarado. e. Pesar rápidamente y luego pasar la solución a un vaso de 250 ml. f. Lavar el pesa filtro con agua destilada y pasar el líquido de lavado al vaso de precipitación de 250 ml. g. Titular con solución de NaOH 0,5 N usando fenolftaleína como indicador y anotar el gasto. Hacer la titulación por duplicado. h. Repetir el experimento a 30°C y 25°C.
V.
CÁLCULOS 1. Calcular la solubilidad del ácido oxálico en gramos por 100 gramos de agua a las tres temperaturas. 2. Plotear log S vs. 1/T en papel milimetrado y trace una línea recta que una los puntos. 3. Escoger dos puntos en la curva y anotar los valores correspondientes de S y T. 4. Calcular
∆ (calor promedio de disolución) con los valores de S y T seleccionados. Este
será el calor de solución promedio entre las temperaturas de 25°C y 35°C.
5.1.
DETERMINACIÓN DEL CALOR DE SOLUCIÓN POR EL MÉTODO DE SOLUBILIDAD Datos experimentales
Peso de solución + vaso = 50,20
Peso del vaso = 44,85 g
Peso de la solución = 5,35
≫ = á á
A 35°C Volumen de solución saturada = 5 ml. Masa de solución saturada = 5,35
= 0,5 N = 0,5 M Gasto de NaOH = Volumen de NaOH = 46,5
A 30°C Volumen de solución saturada = 5 ml. Masa de solución saturada = 5,25
= 0,5 N = 0,5 M Gasto de NaOH = Volumen de NaOH = 40,5
A 25°C Volumen de solución saturada = 5 ml. Masa de solución saturada = 5,40
= 0,5 N = 0,5 M Gasto de NaOH = Volumen de NaOH = 37,5
Cálculos para completar el cuadro
A 25° 25° C = 298°K 298°K
−=×=0,5 ×37,5=18,75−
#
Reacción Química.-
+2 → +
En el punto de equivalencia.-
−= # − # − = 18,7 18,75 5− #
Luego.-
# − = (*) / − = = 290− / − = 45 − (*) m = − × − = 843,7 m = 18,75− × 45 843,755 . . m = 843,75 mg Finalmente.-
→ 5,40 5,40 ó ó → 100 ó Si 0,845 g
= = , ó
Log(15,65) = 1.19
A 30° 30° C = 303°K 303°K
−=×=0,5 ×40,5=20,25−
#
Reacción Química.-
+2 → + En el punto de equivalencia.-
−= # − # − = 20,2 20,25 5− #
Luego.-
# − = (*) / − = = 290− / − = 45 − − × − = 911,2 m = 20,25− × 45 911,255 . . m = 911,25 mg
(*) m =
Finalmente.-
→ 5,25 5,25 ó ó → 100 ó Si 0,911 g
= = , ó Log(17,35) = 1,24
A 35° 35° C = 308°K 308°K
−=×=0,5 ×46,5=23,25−
#
Reacción Química.-
+2 → + En el punto de equivalencia.-
−= # − # − = 23,2 23,25 5− #
Luego.-
# − = (*) / − = = 290− / − = 45 − − × − = 1046, m = 23,25− × 45 1046,25 25 . . m = 1046,25 mg
(*) m =
Finalmente.-
→ 5,35 5,35 ó ó → 100 ó Si 1,046 g
= = , ó
Log(19,55) = 1,29
( * ) C omple lettamos el el cua cuadr o par a la gr áfi ca L og S vs. 1/ 1/T :
S
19,55
17,35
15,65
T (°K)
308
303
298
Log S
1,29
1,24
1,19
(g/100ml)
3,25x10-3 3,30x10-3
3,35x10-3
VI.
CONCLUSIONES
La solubilidad se ve afectada por la temperatura.
En una solución saturada existe un estado de equilibrio entre un sólido y su parte disuelta.
VII.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS
TERMOQUÍMICA 2010
INFORME DE LABORATORIO [Archivo WORD] Recuperado de: http://files.richisrm.webnode.com.ve/20000002807c0608ba2/1%20laboratorio%20Qu 07c0608ba2/1%20laboratorio%20Quimica%20parte1.doc imica%20parte1.doc..
FISICOQUÍMICA 1980 FARRIGTON DANIELS Y ROBERT A. ALBERTY EDITORIAL C.E.C.S.A.
WIKIPEDIA 2013
ENTALPÍA DE DISOLUCIÓN. Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Ent http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_d alp%C3%ADa_de_disoluci% isoluci% C3%B3n.
CIENCIA BÁSICA EXPERIMENTAL 2012 CALOR DE DISOLUCIÓN. Recuperado de: http://ciencia basica-experimental.net/solucion.htm. basica-experimental.net/solucion.htm.
SOLUCIÓN DEL CUESTIONARIO
VIII.
1. ¿Qué entiende por solución saturada y sobresaturada? Solución saturada: son aquellas soluciones que contiene la máxima cantidad de soluto disueltos a una temperatura determinada. Solución sobresaturada: son aquellas soluciones en los que sea logrado disolver un poco más de la máxima cantidad de soluto, disuelto con ayuda del calentamiento suave o ligero. 2. Calcular la solubilidad del ácido oxálico en gramos por 100 gramos de agua a las tres temperaturas
S (g/100ml)
19,55
17,35
15,65
T (°K)
308
303
298
Log S
1,29
1,24
1,19
3,25x10-3
3,30x10-3
3,35x10-3
3. Plotear logS VS 1/T en papel milimetrado y trace una línea recta que una los puntos. 4. Escoger dos puntos en la curva y anotar los valores correspondientes de S y T.
5. Calcular calor promedio de disolución con la formula integradas entre limites definidos.
T2∗T1 = 2 2. 3 03 1 T2T1 17. 3 5 303∗298 = 15.65 (2.303∗1.987 ∗° ) (303298) ° = 3616. 616.76 ⇒