LA ENTALPIA DE DESCOMPOSICIÓN DEL PERÓXIDO DE HIDROGENO Rueda, Álvaro Javier 4-772-1613; Sánchez, Krisly 4-771-654; Chen, Bolívar 4-773-587 Fisicoquímica
Introducción: La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Para una reacción una reacción exotérmica exotérmica a presión constante, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía liberada en la reacción, incluyendo la energía conser vada por el sistema y la que se pierde a través de la expansión contra el entorno (es ( es decir que cuando la reacción es exotérmica la variación de entalpía del sistema es negativa). Análogamente, para una reacción endotérmica, la endotérmica, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía absorbida durante la reacción, incluyendo la energía perdida por el sistema y la ganada a través de la expansión contra el entorno (en las reacciones endotérmicas el cambio de entalpía es positivo para el sistema, porque gana calor). La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente; la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida en cambio. La variación de entalpía se define mediante la siguiente ecuación: ΔH= HPRODUCTOS – HREACTIVOS. REACTIVOS. La entalpía de reacción es la energía asociada a una reacción, y viene dada por la suma de las entalpías las entalpías de formación de los productos menos la de los reactivos según sus coeficientes estequiométricos (n), siendo las entalpías de formación de los elementos en su estado natural iguales a cero. La descomposición del peróxido de hidrogeno es una reacción exotérmica, de manera que la temperatura de la reacción se eleva en una magnitud proporcional a la cantidad de peróxido de hidrogeno que reacciona.
Palabras claves: Calor, Entalpia, Reacción Exotérmica, Reacción Endotérmica. Materiales:
Resultados:
1 Probeta de 50 ml y 10 ml, 10 ml de Fe(NO 3)3 0,50 M, 50 ml de H 2O2 0,88 M, 1 vaso de fon de 6 oz, 1 vaso químico de 250 ml, 1 termómetro, 1 matraz aforado de 250 ml, cronometro.
Fase experimental: 1. Preparar una solución de Fe(NO)3 0,50 M
4. A medida que transucrre la reacción de descomposición medir la temeratura cada minuto.
2. Preparar una solución de H2O2 0,88 M
3. En un vaso de fon de 6 oz combinar 50 ml de H2O2 0,88 M con 10 ml de Fe(NO)3 0,50 M.
Tabla De La Entalpia De Descomposición Del Peróxido De Hidrógeno Según Tiempo Por Temperatura Tiempo Temp Tiempo Temp o (minutos) ( C) (minutos) (oC) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
22,0 22,0 22,0 22,0 22,0 28,0 35,0 35,0 35 ,0 35,0 35 ,0 35,0 35,0 34,5
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
34,0 34,0 34,0 34,0 33,5 33,0 33,0 32,0 32,0 31,0 30,0 30,0
apreciable mediante cambios de la temperatura el cambio de entalpia de la reacción de descomposición. La cantidad de calor liberado durante esta descomposición es proporcional a la cantidad de peróxido de hidrogeno utilizada.
Temperatura final Temperatura inicial Calor de la solución Calor del calorímetro Calor total Número de moles de H 2O2 ΔH de descomposición del peróxido de hidrogeno
La temperatura inicial del peróxido de hidrógeno consistía en la temperatura ambiente. Luego de agregar los 10 ml de Fe(NO)3, de color amarillo opaco, a los 50 ml de peróxido de hidrogeno 0,88 M, esta se tornó de color naranja oscuro; lo cual se debe a la formación del complejo H2O2-Fe+3. A medida que transcurría la reacción se observaba cómo se daba un burbujeo continuo debido a la liberación de gas, el cual disminuye progresivamente debido al consumo total del peróxido de hidrogeno, tornándose la solución del color original del Fe(NO) 3 . Durante todo este proceso la entalpia (calor liberado) de descomposición del peróxido de hidrógeno, se estuvo midiendo a través del cambio en la temperatura y se pudo observar que a medida que disminuía la cantidad de peróxido de hidrogeno por reaccionar también disminuía la temperatura. El porcentaje de error resultante se puede deber principalmente a la falta de precisión del termómetro, así como también a impurezas en el peróxido de hidrógeno utilizado.
Conclusiones Luego de realizado el trabajo se pueden llegar a las siguientes conclusiones: El catalizador empleado en la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno permite medir el cambio de entalpia a través del termómetro, ya que si la reacción de descomposición se da sin presencia de catalizadores es muy lenta y no es apreciable el cambio de entalpia. A medida que disminuía la concentración de peróxido de hidrogeno en la solución, era menor el cambio en la temperatura y por lo tanto menor calor liberado; por lo que se puede decir que la cantidad de calor liberado es proporcional a la cantidad de peróxido de hidrógeno que reacciona.
Discusión: La reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno, sin presencia de catalizadores, transcurre muy lentamente; por lo que es necesario añadir un catalizador, que en este caso será el ion Fe+3, presente en el Fe(NO)3, a fin de que la reacción se dé rápidamente y sea
El grado de pureza del peróxido de hidrógeno puede incidir en que los valores de entalpia obtenidos se dispersen mucho del valor esperado.
Bibliografía: Gilbert W. Castellan, Fisicoquímica, Segunda Edición 1974-1987, Pearson Editorial, impreso en México; pág.: 125-129. Química La Ciencia Central; Theodore Brown, H Eugene, Bruce Bursten; Novena Edición; Pearson México 2004; Pág.: 158-176.
