Descripción: Informe 2 FQA1 UNMSM TERMOQUIMICA Informe que detalla sobre la capacidad de un sistema , los calores de reacción y calores de neutralizacion, donde a travez de formulas ya definidas se podra halla...
Descripción: Informe de termoquimica
Descripción: informe de termoquimica -indice-introduccion-base teorica-detalles del experimento-calculos-conclusiones-desarrollo de cuestionario.
POTENCIOMETRIA ACIDO BASEDescripción completa
Informe practica de laboratorio
TERMOQUIMICA PRACTICA 2
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Fisicoquimica UNASAMDescripción completa
Descripción: Laboratorio Fisicoquimica I UNMSM
Fisicoquimica I
Descripción: UNMSM LABORATORIO FISICA
UNMSM LABORATORIO FISICAFull description
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Por:fernando champi De: UNMSM facultad de I.Ingenieria Industrial
termoquimica
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUÍMICA, INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
Laboratorio de fsicoquímica i Practica ! " #ERMO$U%MICA Profesor: Alumno: Fecha de la práctica: 19 de abril del 2017 Fecha de entrega del informe: 26 de abril de 2017
Resume #l ob4eti5o de la práctica fue determinar el cambio trmico ue acompa8a a las reacciones u3micas as3 como tambin la capacidad calrica del sistema aislado) /e tu5o en cuenta los siguientes parámetros: Presin;76 mm !a termou3mica es una rama de la fisicou3mica el cual determina la cantidad de calor adsorbida o liberada en una transformacin f3sica o u3mica )#sto dependerá de la naturale?a condicin f3sica @ cantidad de reactantes) #n primer lugar se determin la capacidad calor3fica de un calor3metro ue consta en tomar temperaturas de cierta cantidad de agua me?clándose con otro de igual cantidad pero de distinta temperatura @ con ello calculamos una capacidad calor3fica eperimental) !uego se hall el calor de neutrali?acinB en donde reaccionan un ácido fuerte con una base fuerte en este caso ácido clorh3drico e hidrido de sodio respecti5amente para e5aluar su concentracin mediante la 5aloracin de la base con biftalato de potasio @ del ácido con la base luego se e5alu la cantidad de 5olCmenes para la neutrali?acin posteriormente colocamos la base @ el ácido en el termo @ determinamos la temperatura de neutrali?acin) Finalmente determinamos el calor de reaccin del sulfato de cobre @ ?inc metálico)
IN#ROCUCCION #n el presente informe nos a5ocaremos al estudio de una parte de la termou3mica) la cual determina la cantidad de calor absorbida o liberada en una reaccin u3mica) Para un estudio a ni5el industrial es de 5ital importancia el conocimiento del cambio trmico en las reacciones u3micas empleadas en la produccin de productos en especial el de alimentos @a ue estos tienen informacin calor3fica ue es mu@ importante a la hora de etiuetarlos) +no de sus usos tambin puede ser aplicando la energ3a solar estos almacenados pueden ser usados para producir cemento o incluso hidrgeno además la produccin de metales @ sustratos cerámicos se reali?an mediante procesos electrol3ticos @ trmicos eh au3 la importancia de la energ3a solar) Por esta ra?n es de 5ital importancia un correcto estudio de la termou3mica en este caso 5amos a estudiar de forma espec3fica la capacidad calor3fica de un calor3metro @ el calor de neutrali?acin de una reaccin de ácido base)
O&'E#IVOS %bser5ar la transferencia de calor entre dos cuerpos mediante la eperimentacin) +sando el termmetro) "eterminar emp3ricamente la capacidad calor3fica de un sistema aplicando el balance de calor) $uanti?ar el calor de neutrali?acin en el laboratorio) +sando un ácido @ una base @ por supuesto el sistema en s3)
PAR#E #EORICA Definición:
!a termou3mica hace referencia al estudio de las transferencias energticas aplicado a las reacciones u3micas) #sta es una ciencia ue se aplica al estudio de los cambios u3micos) !e@es fundamentales de las reacciones u3micasB conser5acin de la masa @ de la energ3a: #ste estudio energtico de los cambios u3micos es fundamental para tener una 5isin completa de las reacciones u3micas @a ue estas obedecen a dos le@es fundamentales: !a !e@ de $onser5acin de la #nerg3a ue constitu@e el Primer Principio de la Termodinámica en su formulacin más simple ue es ue Dla energ3a ni se crea ni se destru@e slo se transformaE) Definición de sistema termodinámico y de entorno:
.emos ue han surgido dos conceptos el de sistema @ entorno ue surgen de la necesidad de delimitar el ob4eto de estudio para poder estudiar los cambios de energ3a asociados a una reaccin u3mica) #l /'/T#A es la parte del +ni5erso ue se a3sla del resto para obser5arlo en nuestro caso por e4emplo un recipiente en el ue tiene lugar una reaccin u3mica o un proceso f3sico relacionado con una sustancia como una disolucin una fusin una 5apori?acinB el #&T%(&% es todo lo ue rodea al sistema pudiendo estar relacionado con el mismo o no estarlo) Tipos de sistemas termodinámicos:
!os sistemas termodinámicos se clasifican en sistemas abiertos cerrados o aislados segCn su capacidad para intercambiar materia @ energ3a con el entorno) As3: Sistema abierto: puede intercambiar con el entorno tanto materia como energ3a generalmente en forma de calor) Por e4emplo la combustin de madera al aire libre o una reaccin u3mica en un 5aso de laboratorio abierto ue permite tanto el paso de calor a tra5s de las paredes del recipiente Gse dice ue el recipiente tiene paredes diatrmicasH como desprendimiento de gases) Sistema cerrado: puede intercambiar energ3a con el entorno pero no materia) Por e4emplo un recipiente cerrado de 5idrio en el ue se lle5a a cabo una reaccin u3mica ue desprende calor) !os gases formados no pueden abandonar dicho recipiente porue está cerrado con un tapn pero el calor s3 ue puede desprenderse porue las paredes de 5idrio son diatrmicas) /i tocamos el recipiente con las manos lo notaremos caliente) Sistema asiado: no es posible el intercambio ni de materia ni de energ3a) Por e4emplo lo ue se conoce colouialmente como un termo ue tcnicamente es
un 5aso "eIar @ ue se usa para lle5ar infusiones o caf @ ue se mantengan calientes más tiempo es en teor3a un sistema aislado ue no permite ni el paso de materia ni de energ3a) &o obstante los sistemas aislados son tericos en la práctica siempre ha@ cierto intercambio le5e de energ3a @ al final el caf se acaba enfriando)
Tipos de Variables termodinámicas: extensivas e intensivas
!as 5ariables termodinámicas se clasifican en dos tipos atendiendo a su dependencia o independencia con la cantidad total de materia presente en el sistema) As3 tenemos:
#l intercambio de calor entre un sistema @ su entorno se produce como consecuencia de una diferencia de temperatura /iempre se produce un flu4o de calor desde el elemento de ma@or temperatura al de menor temperatura) #n concreto la transferencia de calor J ue eperimenta un sistema formado por una sustancia pura depende de: !a 5ariacin de temperatura ue eperimenta KT !a masa de la sustancia m !a naturale?a de la sustancia) "e dicha naturale?a dependen dos parámetros ue 5amos a definir a continuacin la capacidad calor3fica espec3fica @ la capacidad calor3fica molar) Capacidad calorífica específica o calor específico de una sustancia:
!a capacidad calor3fica c o calor espec3fico es la energ3a calor3fica necesaria para aumentar 1L$ o 1M Gsi hablamos de incrementos es lo mismoH la temperatura de 1Ng de masa de una sustancia a una presin de 101* hPa #n el /' se epresa en -ONgM @ es una propiedad caracter3stica de las sustancias) #sto significa ue para ue un Ng de agua aumente 1L$ su temperatura a presin normal se han de suministrar ,1Q0 - de energ3a calor3fica) #n general conociendo la masa de sustancia m la 5ariacin de temperatura ue eperimenta KT @ su capacidad calor3fica espec3fica se puede calcular la energ3a calor3fica intercambiada o transferencia de calor J segCn la frmula: Q =m . C . ∆ T
"onde: m ; masa de la sustancia c ; capacidad calor3fica espec3fica KT ; Tf R Ti Gtemperatura final menos temperatura inicial del sistemaH Calores de reacción:
Para simplificar el estudio di5idimos los calores in5olucrados en las reacciones u3micas GK
por la reaccin de estos compuestos se encuentran prácticamente 100> ioni?ados o disociados en soluciones acuosas l3uidas) E!ta"#a) est%!dar de diso&ci'!: /e denomina entalp3a padrn de disolucin a la 5ariacin de entalp3a GK<0H in5olucrada en la disolucin de 1 mol de determinada sustancia en una cantidad de agua suficiente para ue la solucin obtenida sea diluida)
DE#ALLES E(PERIMEN#ALES ateriales S1 Termo G$alor3metroH S1Termometro elctrico S1 ureta S1 Probetas de 100 @ 20ml S1 .asos precipitado S1 Pipeta (eacti5os Siftalato de potasio S
Primero se pes gramos de sulfato de sobre @ *)2 gramos de Uinc metálico con la a@uda de una balan?a electrnica luego se coloc 29 m! de agua destilada en el termo @ se le agrego los gramos de sulfato de cobre @a pesado se agito contantemente durante unos min aproimadamente) Finalmente se midi al temperatura inicial de la solucin de sulfato de cobre @ se le agrego el Uinc metálico para ue reaccione @ midamos el cambio de temperatura ue ocasionaba la reaccin)
#A&LA DE DA#OS
Tabla &=1: $ondiciones de laboratorio PresionGmm
TemperaturaG=$H 2
>
Tabla &=2: "atos tericos) $alor especifico del aguaGcalOg=$H 1)0
$alor de neutrali?acinGMcal mol <2%H 1*)*6
Tabla &=*: "atos de las temperaturas iniciales del agua) Temperatura de agua fr3aGTfH 2*)9
Temperatura de agua heladaGTcH 10
Tabla &=,: "atos obtenidos al me?clar el agua fr3a @ helada) TiempoGsegundosH 0 10 1 20 2
TemperaturaG=$H 22)* 19)9 1Q)* 17)9 17)6 17)*
Tabla &= : "atos obtenidos de la correccin de la normalidad del hidrido de sodio G&a%
.olumen gastado de &a%< Gm!H
'ndicador
.ira4e
&ormalida d
Fenolftale3na
'ncoloroS grosella
0)19
Tabla &=6: "atos obtenidos en la correccin de la normalidad el cido clorh3drico G<$!H) .olumen gastado de <$! Gm!H *
.olumen gastado de &a%< Gm!H 12)
'ndicador
.ira4e
&ormalida d
Fenolftale3na
'ncoloroS grosella
0)Q1
Tabla &=7: "atos iniciales de la temperatura los reacti5os antes de reaccionar) Temperatura &a%< G=$H 2)
Temperatura <$! G=$H 26)2
Tabla &=Q: "atos obtenidos de la reaccin de neutrali?acin TiempoGsegundosH 0 10 1 20 2 *0 *
$e: $alor especifico del agua m: asa del agua Te: Temperatura del euilibrio Th: Temperatura del agua helada $V: $apacidad calor3fica del sistema Tf: Temperatura del agua fr3a $: $apacidad calor3fica de todo el sistema
(
0.9985 cal 17.3
−10 )∗150 g
g ° C
=C ' ( 23.9−17.3 )
'
C =165.66 '
C =C + mCe C =315.43 cal / ° C
2) "eterminacin del calor de neutrali?acin entre el hidrido de sodio @ ácido clorh3drico) 2)1 "eterminacin del calor de neutrali?acin entre el hidrido de sodio @ ácido clorh3drico) $orreccin de la normalidad del &a%< @ <$!
¿ Eq− g =¿ Eq− g N =
N =
Masa ( biftalato )
( Peso− eq ) bift ∗V ( NaOH ) 0.29
g −3
204.22 g∗5∗10
L
N ( NaOH )=0.195
.1: .olumen de &a%< gastado en 5alori?ar .2: .olumen de <$! gastado en 5alori?ar &1: &ormalidad &a%< &2: &ormalidad de <$! N 1∗V 1 ( NaOH ) = N 2∗V 2 ( NaOH )
∗
0.195 12.5 mL
= N 2∗3 mL
N 2 ( HCL)= 0.81
T2: Temperatura de euilibrio T1: Promedio de las temperaturas del ácido @ la base) n: &umero de moles del ácido o base ue inter5iene en la reaccin) n = N ∗V N ( NaOH )=0.195∗241.8 x 10
−3
N ( NaOH )=0.047
$alculo del 5olumen necesario para la neutrali?acin G&a%< @ <$!H .a: .olumen necesario de &a%< para la neutrali?acin) .b: .olumen necesario de <$! para la neutrali?acin)
Va + Vb=300 mL
∗Va=0.81∗Vb
0.195
"el sistema de ecuaciones: Va=241.8 mL ≅ 240 mL Vb=58.2 mL ≅ 60 mL
2)2 $alor de neutrali?acin Q =C ( T 2 −T 1)/ n
Q =315.43
cal∗( 28.8 −25.85 ) ° C ° C ∗0.047
Q =19.73 cal
*)0 $alor de reaccin de sulfato de cobre con ?inc metálico) Q =Ct ( T 4 − T 3 ) / M Ct =C + Cm
T,: Temperatura del sistema final T*: Temperatura de la solucin de sulfato de cobre $t: $apacidad calor3fica inclu@endo el metal : W&umero de moles de sulfato de cobre o ?inc metálico $m: $apacidad calor3fica del Uinc @ $obre metálico 6calOmol
X$álculo del porcenta4e de error en el calor de neutrali?acin del <$! @ &a%<) .alor terico: 1*)*6 NcalOmol
|
E!!o! =
13.36
|∗
− 12.24
13.36
100
E!!o! =8.38
CONCLUSIONES "e las eperiencias traba4adas se puede determinar el calor de reaccin @ neutrali?acin pero los resultaos no son eactos @a ue ha@ un gran margen de error al calcular) #so se debe a ue no se traba4ado con los instrumentos adecuados para la eperiencia @a ue el termo tenia agu4eros por los ue se escapaba el car @ además del termmetro digital ue se apagaba @ prend3a cada rato) !a 5ariacin de temperatura de las reacciones determina el calor liberado o absorbido durante la reaccin @ con este dato se puede comprar con diferentes tipos de reacciones de cuanto fue la energ3a necesaria para formar o separar compuestos u3micos)
RECOMENDACIONES
/e recomienda traba4ar con mucho cuidado @ tapar rápidamente los huecos del termo Gcalor3metroH @a ue si no se hace correctamente el > de error del sistema será grande @a ue por auellos huecos se escapa el calor o absorbe calor ue per4udica a la eperiencia) /e recomienda pesar bien los reacti5os @ tarar la balan?a @a ue si se traba4a esteuiometricamente se debe ser lo más eactos posibles en las pesadas @ las medidas de los l3uidos con los ue traba4amos)