CÓDIGO: IIL-LAB-01 INFORME DE LABORATORIO
Versión: 00
UCE- FAC.CCQQ LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA 1
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Número: 5 Título: Termoquímica; calor de neutralización 01-08-2016 Fecha: "alconí #. $atal%! &ont'(ar ). Integrantes: Alvarado O. Joanna! "alconí Andrea! *rquizo +.
&icelle
Grupo: 1 ,*&$ n el /reente traao e determinó el calor de neutralización de la reacción entre el 3)l % el $aO3 mediante el uo de un calorímetro dentro del cual e midieron la variacione de tem/eratura ante % de/ de/u4 u4 de que que ama ama ut utan anci cia a entr entrar aran an en cont contac acto to!! con con la la medida medida tomada e calculó calculó el calor de neutralización neutralización de la reacción que (ue -25!80 -25!8056 56 cal % la corre corre/on /ondie diente nte ental/í ental/ía a de reacció reacción n -181!07 calmol! de eta 'ltima e encontró el /orcentae de error 6!92 :! com/ar com/arndol ndola a con el dato teórico teórico <1680 <1680 cal mol! /or lo cual e conclu%e que e=itieron errore al momento de tomar lo dato o al realizar a/ro=imacione a/ro=imacione de lo mimo.
Palabras Clave: calor de neutralización! ental/ia de reacción! calorímetro.
ABSTRACT >n ti /a/er te eat o( neutralization o( te reaction et?een 3)l and $aO3 $aO3 ?a ?a dete determ rmin ined ed!! uin uin@ @ a calo calori rime mete terr ?er ?ere e te te tem/ tem/er erat atur ure e variation ?ere meaured e(ore and a(ter te t?o utance come into contact! ?it te meaure taen te eat o( neutralization ?a calculated! te eat eat o( react reaction ion ?a ?a -25. -25.805 8056 6 cal cal and te corre corre/o /ondin ndin@ @ react reaction ion ental/% -181.07 cal mol ! (rom te lat one te error rate ?a (ound 6.92 : ! com/ared ?it te teoretical data -1!680 cal mol ! o it i concluded tat tere ?ere error ?en te data ?ere taen or /er(ormin@ a//ro=imation o( tee.
e! "or#sB eat o( neutralization! neutralization! reaction reaction ental/%! calorimeter calorimeter..
Intro#ucc$%n *na reacción de neutralización e la reacc eacció ión n quím químic ica a entr entre e
olu oluci cion one e acuo acuoa a dilu diluid ida a ent entre un cido cido (uer (uertte % una una ae ae (uer (uerte te.. )uan )uando do un cid cido o
reacciona unto con una ae! e liera una cantidad de calor coniderale. l calor de neutralización e el calor que e @enera cuando un cido reacciona con una ae /ara /roducir a@ua; ete calor e inde/endiente de la concentracione de la utancia utilizada. Cor lo mencionado anteriormente e /retende determinar el calor de neutralización /ara la reacción de 3)l % $aO3 en medio diluido! % realizar una relación con la ental/ia de neutralización que e @enera /ara dica reacción! aí como la relación entre lo (actore que inDu%en en el valor de dico calor. l oetivo del /reente traao (ue determinar el calor de neutralización de la reacción entre el cido clorídrico E3)l F % el idró=ido de odio E$aO3F.
Fun#amento te%r$co
Ga termodinmica Edel @rie@o terme! HcalorI; d%nami! H/oderIF! e la rama de la (íica que decrie % relaciona la /ro/iedade (íica de la materia de lo itema macrocó/ico! aí como u intercamio de ener@ía; i@nica que la termodinmica e la ciencia m íntimamente relacionada con la neceidade del omre en la ociedad actual /or u creciente conumo de ener@ía /ara /roducir iene % ervicio. Eurez! 2005F *n conce/to eencial de la termodinmica e el de itema macrocó/ico! que e dene como un conunto de materia que e /uede ailar e/acialmente % que coe=ite con un entorno innito e im/erturale. )uando un itema macrocó/ico /aa de un etado de equilirio a otro! e dice que tiene lu@ar un /roceo termodinmico. Ga le%e o /rinci/io de la termodinmica! decuierto en el i@lo K>K a trav4 de meticuloo e=/erimento! determinan la naturaleza % lo límite de todo lo /roceo termodinmico. Eurez! 2005F Todo lo /roceo que tienen lu@ar en la naturaleza evolucionan acia etado de equilirio. i arroamo una /elota en el aire! caer al uelo % de/u4 de uno ote /ermanecer inmóvil en u etado nal de equilirio! la /ila que uminitran ener@ía
el4ctrica lo acen mientra e encuentran en deequilirio termodinmico % cuando alcanzan el equilirio! dean de (uncionar. l /rimer /rinci/io de la termodinmica dice que la ener@ía no e crea ni e detru%e! im/lemente e tran(orma. EGevitt! 199F n eta /rctica analizaremo el com/ortamiento de ditinto itema (ormado /or un cido (uerte % una ae (uerte. )uando alamo de e/ecie H(uerteI! no re(erimo a aquella que etn com/letamente diociada. l cido clorídrico E3)lF % el idró=ido ódico E$aO3F on eem/lo de un cido % una ae (uerte re/ectivamente. EGevitt! 199F n una diolución! el /rimero e encuentra com/letamente diociado en la e/ecie iónica 3L % )l-! % /odemo armar que no e=ite /rcticamente nada de la e/ecie in diociar E3)lF. Me i@ual (orma! el idró=ido ódico et totalmente diociado en la e/ecie $aL % O3- % /odemo aeverar que en la diolución no encontraremo la e/ecie molecular $aO3. EGevitt! 199F )ada diolución contitu%e un itema % mientra e encuentre a una tem/eratura contante % no ocurran reaccione química en u eno! /odemo coniderarla como itema en etado de equilirio! cuando e mezclan!
la e/ecie iónica de ama diolucione aandonan el equilirio % evolucionan acia uno nuevo! a eta tranición e la denomina /roceo. n 4te! lo ione de una e/ecie e rodean de lo de la otra reultando una ituación termodinmicamente m (avorale. EGevitt! 199F ner@4ticamente eto quiere decir que! i e uman la ener@ía de lo do itema iniciale! el reultado e un valor ma%or que el que corre/onde a la diolución nal. n ete entido /odemo armar que cuando un /roceo tiene lu@ar en condicione de /reión contante! la ener@ía tran(erida en (orma de calor ENF a lo lar@o del /roceo coincide con la variación de ental/ía! eto eB N
∆ 33estado
fnal < 3 estado inicial
)omo la /rctica que vamo a realizar tiene lu@ar en un itema aierto a /reión atmo(4rica EcontanteF! /odemo armar que el calor medido coincidir con la variación de ental/ía del 1. Elaoratorio! 200F Pao eta condicione e/ecíca! el calor í contitu%e una ma@nitud que de/ende 'nicamente de lo etado inicial % nal! a trav4 de una (unción de u tem/eratura! N ( ETestado fnal - Testado inicialF
)uando mezclamo la diolucione de 3)l % $aO3! tiene lu@ar la i@uiente reacción! 3L L )l- L $aL L O3)l- L $aL L 32O liminando t4rmino emeante queda la reacción @loal! 3L L O3-
32O
Nue i@nica que la /ro/iedade cida quedan neutralizada /or la de la ae! @enerando un /roducto neutro que e el a@ua. A ete ti/o de reaccione e la denomina reaccione de neutralización! % al calor @enerado en ella! calor o ental/ía de neutralización. Elaoratorio! 200F l (enómeno e totalmente di(erente en el cao de cido (uerte - ae d4il o ae (uerte - cido d4il! %a que /arte del calor de neutralización e em/lea en diociar la ae o el cido d4il. Elaoratorio! 200F Cor eem/lo! en el cao de un cido (uerte - ae d4il! con(orme e van neutralizando lo ione idró@eno E3LF del cido (uerte con lo ione idro=ilo E-O3F de la ae d4il! e ioniza m ae d4il a e=/ena del calor de (ormación del a@ua a /artir de u ione. Elaoratorio! 200F
'atos e(per$mentales: F%rmulas ut$l$)a#as:
te /roceo contin'a ata com/letar la neutralización. Cor ello! lo valore del calor de neutralización de cido o ae d4ile (rente a ae o cido (uerte! dan valore in(eriore al de (ormación del a@ua a /artir de u ione. Elaoratorio! 200F
&ater$ales ! React$vos )alorímetro! termómetro de mercurio a/reciación 0!1 Q)! 2 vao de /reci/itación de 50ml! ureta de 50 R0!1ml! $aO3 0.&! 3)l 0.&! a@ua detilada (ría.
Proce#$m$ento Sericar que el calorímetro ete lim/io % eco. &edir 50ml de la olución de $aO3 con a%uda de la ureta % un vao de /reci/itación. Tran(erir al calorímetro la olución de $aO3 0.&! tomar la tem/eratura; medir 50 ml de olución de 3)l 0!& % verterla /or la /arede del calorímetro cuidadoamente! tomar la tem/eratura de la reacción que e (ormó /or la unión de la do olucione! realizar el /rocedimiento tre vece % calcular el calor de neutralización corre/ondiente con la (órmula del
Q N .
Q TOTAL=0 Q ganado + Q perdido=0
Q Calorímetro+Q soln. NaOH +Q soln.HCl + Q N =0 Q N =−QCalorímetro−Q soln. NaOH −Qsoln. HCl
T eq T f =
calorímetro
=
T f soln. NaOH T f soln.HCl =
Tabla /+ quivalente t4rmico del calorímetro calculado anteriormente Eq del calorímetro 15!916 cal ° C
Elaborado por: otros.
MONTÚFAR y
Tabla 0+ )alor e/ecíco de la olucione diluida de $aO3 % 3)l c soln. NaOH y c soln. HCl
cal 1 g ° C
Elaborado
por: MONTÚFAR y otros.
Tabla *+ &aa de $aO3 % de 3)l otenida a trav4 de medición de volumen con a%uda de un vao de /reci/itación % una ureta de 50 R0!1ml.
,(per$enc$a /
&asa #e Na-. 50 g
0 *
&asa #e .Cl 50 g
50 g
50 g
50 g
50 g
Elaborado por: MONTÚFAR y otros.
Tabla 1+ Tem/eratura otenida con a%uda de un termómetro de mercurio.
,(per$enc$a
T ocalorímetro
T osoln. NaOH
T osoln.HCl
T eq
/
23 °C
23 °C
23 °C
25 °C
0
22 ° C
22 ° C
22 ° C
24 ° C
*
22 ° C
22 ° C
23 °C
25 °C
Elaborado por: MONTÚFAR y otros.
,(per$enc$a N2/:
Q N =−231,8334 cal
,(per$enc$a N20: Q N =−231,8334 cal
,(per$enc$a N2*: Q N =−297,7501 cal
Tabla 4+ &olaridade corre@ida de la olucione de $aO3 % 3)l M NaOH
M HCl
•
0,2710
.C3: 50
mol L
0,2830
mol L
ml∗0,2830 mol =0,01415 mol 1000 ml
Na-.: 50
ml∗0,2710 mol =0,01355 mol 1000 ml
React$vo l$m$tante: $aO3
•
)alculo de la ental/ía de reacción de neutralizaciónB
)alculo del reactivo limitanteB
~
1F
∆ H =
2F
∆ H =
F
∆ H
~
~
=
~
∆ H Q N −231,8334 cal cal = = =−17109,4760 0,01355 mol n n L mol ∆ H Q N −231,8334 cal cal = = =−17109,4760 n n L mol 0,01355 mol
∆ H n
=
Q N n L
=
297,7501 cal 0,01355 mol
−
!´ ∆ H =−18731,0430
•
21974,1771
=−
cal mol
cal mol
Cara el /orcentae de error e tomó como re(erencia la ental/ía de neutralización de reacción $aO3 L 3)l teórica que tiene un valor de <1680 cal mol. Eicoquímica 56! 2012F
Tabla 4+ AN53ISIS ,STA'6STIC&e#$a 'esv$ac$ 8,rror E ∆ H ¿ %n ,st7n#ar Q N
-25!8056 cal
8!050
6!92:
Elaborado por: MONTÚFAR y otros.
'$scus$ones n la reacción de neutralización de un cido % una ae e otiene como /roducto una al % a@ua! dica ae % acido /ueden er (uerte o d4ile; en la /rctica e utilizaron reactivo (uerte /ero diluido. Ga reacción /ara el $aO3 % 3)l e de naturaleza e=ot4rmica /ue e liera ener@ía! que /uede er medida e=/erimentalmente con un calorímetro! la ener@ía lierada en (orma de calor /uede er medida como tem/eratura del itema con un termómetro en un itema ailado. l valor otenido en la /rctica /ara el
calor de neutralización del 3)l % $aO3 (ue de -25!8056 cal que indica e(ectivamente un /roceo e=ot4rmico! in emar@o! tiene un (actor de error! /ueto que e conideran varia a/ro=imacione al realizar lo clculo /ertinente! /or eem/loB e dice que el calor e/ecico del $aO3 3)l on 1 calQ)Umol /or etar en olución diluida! donde el calor e/ecico /redominante ería el del a@ua.
Conclus$ones e determinó el calor de neutralización /ara la reacción acido ae entre 3)l % $aO3 cu%o valor e i@ual a -25!8056
cal! lo (actore que on inDu%ente /ara eta ma@nitud de/enden de la naturaleza E(uerte o d4ilF de lo reactivo! aí como de u concentracione! /ue /ara otener dato m certero ería o/timo traaar con olucione meno diluida! % evitar a/ro=imacione en lo clculo. l /orcentae de error otenido en el clculo de la ental/ia de neutralización (ue de 6!92:! que /oilemente ea /roducto de la a/ro=imacione mencionada con anterioridad! in emar@o! e lo@ró vericar que en la reacción de neutralización de 3)l L $aO3 e liera ener@ía al (ormar $a)l % 32O! e decir e e=ot4rmica. % /or lo tanto u ental/ia de neutralización tami4n e ne@ativa % corre/onde a 18731,0430
−
cal mol .
B$bl$ogra9ía fsicoquímica !. E10 de aril de 2012F. ,ecu/erado el 0 de ulio de 2016! de tt/Bmateria..ua.ar60 2TC5./d( laoratorio! /. d. E200F. uca. ,ecu/erado el ulio de 20016! de ucaB tt/B???2.uca.e@ru/invetcorroioninte@radoC ./d( Gevitt! P. E199F. uca" #uímica
Física $r%ctica de Findlay. ,ecu/erado el 29 de ulio de 2016! de ucaB tt/B???.@eocitie.?tod olotraaoalloco2./d( urez! T. E5 de Miciemre de 2005F. saber . ,ecu/erado el 29 de ulio de 2016! de aerB tt/B???.aer.ula.veitt ream127568916771t ermoquimica./d(