Práctica 12 Calor de Disolucion

Tecnológico Nacional De México Instituto Tecnológico De Celaya Departamento de Ingeniería Química

Práctica 1! Determinación de calor di"erencial de disolución #a$oratorio Integral II Docente! D%C% &uillermo &on'ále' (latorre )*uipo  + Turno ,e ,espertino )strada Cayetano -renda &uadalupe .ernánde' Quintero .ilda /adira 0aime Trinidad rancisco 2ui' Moya (lma ,erónica

Celaya &to%3 No4iem$re 53 617

I%

Introducción

Cuando un sólido o un gas se disuel4e en un lí*uido3 o cuando se me'clan dos lí*uidos cuyas moléculas son muy di"erentes3 se 4eri"ica un decremento en las "uer'as de atracción entre las moléculas de las sustancias originales3 así como la existencia de nue4as "uer'as entre las moléculas 4ecinas de la me'cla o disolución producto% )stos  procesos se 4en acompa8ados por la a$sorción o desprendimiento neto de energía3 de lo *ue resultan di"erencias en la energía interna y la entalpía entre los componentes puros y la me'cla% )ste cam$io de entalpía se denomina calor de disolución% 9na manera de determinar el calor de disolución es mediante solu$ilidades3 donde la ecuación de Clausius+Clapeyron es utili'ada!

Donde!

(l integrar la ecuación inde"inidamente se o$tiene!

#a cual tiene "orma de ecuación de la línea recta en la cual3 si se gra"ica el in4erso de la temperatura contra el logaritmo natural de la solu$ilidad3 se puede o$tener de la  pendiente el calor di"erencial de disolución%

II% •

:$;eti4o &eneral Determinar el calor di"erencial de disolución en una me'cla $inaria de (gua< =cido -en'oico3 a di"erentes temperaturas y solu$ilidades3 manteniendo la presión y composiciones iniciales constantes

III% :$;eti4os especí"icos • •

Conocer el carácter del calor de disolución del sistema =cido -en'oico + (gua% Mediante el uso de una ecuación3 en "unción de la temperatura y solu$ilidad3 o$tener el 4alor del calor di"erencial de disolución en la me'cla de (gua< =cido $en'oico

I,% Desarrollo matemático )cuación de Clausius
dLnC ác.benz. dT 

=

∆ H  D  R T 

>1?

2

Que integrando inde"inidamente se o$tiene! ln C ác.benz. =

−∆ H  D

 RT 

+ C 

>?

#a cual tiene "orma de ecuación de la línea recta en la cual3 si se gra"ica el in4erso de la temperatura contra el logaritmo natural de la solu$ilidad3 se puede o$tener de la  pendiente el calor di"erencial de disolución%

@e usará tam$ién la ecuación siguiente para el cálculo de las solu$ilidades del ácido  $en'oico a di"erentes temperaturas! C á. benzoico V á. benzoico=C  NaOH  V  NaOH 

>A?

,%

Desarrollo experimental

1% Colocar un 4aso de precipitados de B6 ml en la $alan'a y cali$rar a cero% Pesar 1%B gr de ácido $en'oico%

 Figura 12.1 Peso de ácido benzoico.

% Tritura las lente;as de ácido con el agitador de 4idrio% A% Medir 166 ml de agua con una pro$eta% 5% (gregar los 166 ml de agua al 4aso de precipitado para disol4er el (c% -en'oico y 4aciar en un matra' )rlenmeyer de B6 ml%

 Figura 12.2 100 ml de agua con el Ac. Benzoico.

B% Poner a calentar asta *ue se "orme una sola "ase

 Figura 12.3 El calentamiento de la mezcla se llevó a una temperatura aproimada de !!"# en donde se $ormó una sala $ase.

7% )n"riar en un recipiente con ielo asta B6 C% E% Tomar una muestra de 16 ml de "ase li*uida y "iltrarla a un matra' )rlenmeyer de B6 ml% F% (gregar A o 5 gotas de "enol"taleína% G% Titular con Na:. al 6%B M%

 Figura 12.% &itular 'asta (ue la solución tome un color rosa

16% 2epetir el proceso $a;ando la temperatura a 56% A6 y 6 C

 Figura 12.) *oluciones tituladas con +a,-.

,I% (nálisis de resultados Calculando la solu$ilidad del ácido $en'oico a di"erentes temperaturas con la ecuación >A? y gra"icando después el in4erso de la temperatura en Hel4in contra el logaritmo natural de la solu$ilidad3 se o$tiene ! Temperatura Kelvin

Concentra ción de NaOH

Volumen de ác. Benzoico

Volum en de NaOH

Concentrac ión de ác. Benzoico

1/T

Ln (C ác. Benz

!"!.1#

0.5

10

12

0.6

0.00309453

-

8

0.5108256 24

!1!.1#

0.5

10

9.4

0.47

0.00319335

-

8

0.7550225 84

!$!.1#

0.5

10

6.8

0.34

0.00329869

-

7

1.0788096 61

"%#.1#

0.5

10

2.5

0.125

0.00363438

-

1

2.0794415 42

Ta$la 1 Datos para o$tener el calor de disolución del ácido $en'oico en agua%

0 0

0

0

0

0

0

0

0

-0.5

-1

&('  ) "*!#.%+' , -.+   1

Ln C -1.5

-2

-2.5

1/T

Ilustración 1 Cálculo del calor de disolución a partir de la pendiente de la recta

Donde el calor de disolución se calcula como sigue! −∆ H  D

 R

=−2935.8 K 

(

∆ H  D=2935.8 K  8.314

∆ H  D=¿

J  mol∗ K 

)

24.408 kJ/mol

,II% Conclusiones Mediante los datos o$tenidos3 se puede concluir *ue la naturale'a del proceso es endotérmica3 de$ido a *ue el ácido $en'oico necesita a$sor$er calor para disol4erse por completo en agua% )sto se pudo demostrar al calcular la entalpía de solución3 cuyo 4alor "ue positi4o3 4eri"icando así lo mencionado anteriormente% De$ido a la naturale'a endotérmica de este proceso se concluye *ue al disminuir la temperatura tam$ién disminuye la solu$ilidad y al aumentarla3 ésta es mayor% Tam$ién a8adimos *ue3 el calor de disolución es una propiedad sencilla de medir3 ya *ue se ace con respecto a la temperatura y solu$ilidad% @in em$argo3 al reali'ar la práctica nos percatamos de *ue se de$e tener especial cuidado cuando se prepara la solución de ácido $en'oico3 pues todas las soluciones tienen *ue ser uni"ormes en cuanto a su concentración inicial3 además *ue los 4olJmenes *ue se miden de Na:. y la alícuota del ácido $en'oico tam$ién tienen *ue ser lo más precisos posi$le pues de esto depende directamente el cálculo con"ia$le del calor de disolución%

,III% -i$liogra"ía 2ecuperado de! • •

ttp!KK'ona<*uimica%$logspot%mxK616K67Kcalor
•

ttp!KKLLL%iesseneca%netKiessenecaKIM&Kpd"KF%calorimetria<elisaponce%pd"