Instituto Politécnico Nacional Escuela superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Departamento de ingeniería química industrial Laboratorio de termodinámica del equilibrio químico Practica #! "$L%& DE &E$I'N! DE(E&)IN$I%N DE $ %N*($N(E %N*($N(E DE EQ+ILI,&I% $ P$&(I& DE L$ (I(+L$I%N $L%)E(&I$EQ+IP%! .amora *oriano Nanc/ 0abriela )e1ía )edina Israel $/ax *olano $guilar )iguel 2ngel 0rupo! 3I453
6ec7a de entrega! 38 de septiembre 398: Practica #! "$L%& DE &E$I'N! DE(E&)IN$I%N DE $ %N*($N(E DE EQ+ILI,&I% $ P$&(I& DE L$ (I(+L$I%N $L%)E(&I$Objetivos: • •
• •
Medir el calor asociado a interacciones no cavalentes entre moléculas. Analizar el calor de reacción de una mezcla de alcohol etílico y acido clorhídrico Calcular las constantes de equilibrio en una reacción exotérmica Conocer las condiciones de la mezcla rouesta
!ntroducción:
"l calor de reacción# $ r se de%ne como la ener&ía absorbida or un sistema cuando los roductos de una reacción se llevan a la misma temeratura de los reactantes. 'ara una de%nición comleta de los estados termodin(micos de los roductos y de los reactantes# también es necesario eseci%car la resión. )i se toma la misma resión ara ambos# el calor de reacción es i&ual al cambio de entalía del sistema. )e denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desrenda ener&ía# ya sea como luz o calor# o lo que es lo mismo: con una variación ne&ativa de la entalía* es decir: +,-. "l reijo exo si&niica /hacia uera0. 'or lo tanto se entiende que las reacciones exotérmicas liberan ener&ía.
1esumen del exerimento: Resumen Para esta práctica se realizaron los cálculos previos para saber los moles ocupados para los ml de solución de etanol y ácido clorhídrico ya que la molaridad dada nos arrojaba un volumen más grande del necesario que eran 10ml etanol y 10ml HCl tambin se realizó la corrección por pureza! Posteriormente se procedió a montar el equipo del calorímetro" en un vaso de precipitados agregamos 10 ml de etanol que contenían 1 mol de etanol y el vaso se
introdujo en el calorímetro" se cerró el sistema y se recubrió con un plástico" se colocó el sistema en una parrilla y sin calentamiento solo se utilizó la parrilla para agitar la solución! #inalmente se midieron 10 ml de HCl en una probeta y se $ueron inyectando de 0!% en 0!% ml con una jeringa cada 10 segundos hasta completar &0 lecturas" esto para registrar la temperatura cada que se adicionaba el HCl" hubo temperaturas que se mantuvieron por más de 10 segundos!
C(lculos de las soluciones 23 m4 de -Cl que conten&an 5 mol de -Cl &-Cl6 M7'M74sol8n6 95 mol4;9<=.> &mol;93.324;6 3.?< & Corrección or ureza al
sol63.?<&3.
densidad del -Cl6 2.=
D62.
23 m4 de etanol con un mol de etanol ensidad del etanol6?EB &4 &etanol6 M7'M74sol8n69 2 mol4;9F= &mol;93.324;63.F= & D63.F=&?EB &463.333>E 46 3.>E m4 Gormulas ara los c(lculos: 'ara la C del etanol y el -Cl tenemos la ormula: C61H a I bJ I cJ 5 I dJ+5K J Jmax
con J9L; y limites de acetación 5BEL
16 3.332BE? Lcalmol7L Constantes: "tanol
-Cl
Jmax a 2>33
5333
b
<.>2E <.2>=
c
3.353332 3.333=5<
Calculo de la N- ara la temeratura inicial
+ 3.33333=33 5 3
3 2>233
N-6n7C7NJ Calculo de la N- ara el resto de untos N-6HnetO-7CetO- I n-Cl7C-ClK NJ
4a "ntroía Se&ativa en al&unas muestras exerimentales . Como entropía negativa" o neguentropía" se denomina la entropía que un sistema e'porta para mantener su entropía baja! (sí" para compensar el proceso de degradación al que" a lo largo del tiempo" todo sistema está sujeto" algunos sistemas abiertos logran conservar su entropía natural gracias a las aportaciones de los otros subsistemas con los que se relacionan! )e este modo" en el sistema abierto" la entropía negativa supone una resistencia que se sustenta en los subsistemas asociados que le permiten requilibrar el sistema entrópico" a di$erencia del sistema cerrado" en el cual el proceso entrópico no puede detenerse por sí mismo!
)iendo esta de%nición arte de la razón o justi%cación de los resultados obtenidos +
Rrado de avance de la reacción 'or rinciio de 4e Chatelier
"l 'rinciio de 4e Chatelier se uede enunciar de la si&uiente manera: *i en un
sistema en equilibrio se modi>ca alg?n @actor ApresiBnC temperaturaC concentraciBnC el sistema evoluciona en el sentido que tienda a oponerse a dic7a modi>caciBn
Cuando al&Tn actor que aecte al equilibrio varía# éste se altera al menos moment(neamente. "ntonces el sistema comienza a reaccionar hasta que se reestablece el equilibrio# ero las condiciones de este nuevo estado de equilibrio son distintas a las condiciones del equilibrio inicial. )e dice que el equilibrio se deslaza hacia la derecha 9si aumenta la contentración de los roductos y disminuye la de los reactivos con resecto al equilibrio inicial;# o hacia la izquierda 9si aumenta la concentración de los reactivos y disminuye la de los roductos;. Uas(ndonos en el 'rinciio de 4e Chatelier# vamos a ver los eectos que roducen distintos actores externos sobre un sistema en equilibrio.
onclusiones Práctica III )e1ía )edina Israel 2/ax Vna vez cumlido el objetivo de encontrar la &r(%ca que relaciona los datos obtenidos en el laboratorio ara el c(lculo de la constante de equilibrio en el sistema "tanol+ Acido clorhídrico # 'odemos concluir el tio de reacción que se llevó acabo en el calorímetro ue exotérmica+ 4o&ramos entender la estrecha relación termodin(mica entre la entalia de reacción# "ner&ía 4ibre de Ribbs #"ntroía # Concentración molar ara el calculo de la Constante. "ntendimos el modelo matem(tico que ri&e los rinciios que el dia de hoy racticamos asi como la ri&urosidad de los mismos ara la obtención de los resultados eserados.
.amora *oriano Nanc/ 0abriela Observaciones entre +%0 y al ,00 nm debido aparte que es elde intervalo de activación del iónopaca" $rrico! dejar huellas digitales en lael homogenizar la muestra la matraz" concentración con $in de transparente! la dedesprendía muestra realizar que una se va especie apor de enjuague a cuidando la celda mediciones de las absorbancias se dentro de rango de longitud deveces onda ♣ *as celdas del espectro$otómetro deben ser tomadas laun parte no y (l • momento (l adicionar de tomar HCl la una reacción muestra larealizan solución calor! con lamedir! celda" regresar un par de • Había un cambio constante en la composición por la inyección del HCl" $ormándose un complejo! • Hubo temperaturas que no variaron debido a los lapsos cortos entre lecturas dado que eran cada 10 segundos! • *a gra$icas obtenidas tenían un comportamiento variable ya que para cada tiempo había que hacer el cálculo correspondiente y en algunos lapsos la temperatura era la misma modi$icando dicho comportamiento! Conclusión -e puede concluir que a partir de la titulación calorimtrica obtuvimos valores de temperatura en intervalos de 10 segundos mediante una reacción química e'otrmica y analizamos el calor de reacción en la mezcla de alcohol etílico y acido clorhídrico calculando la constantes de equilibrio y analizando las grá$icas observando el comportamiento obtenido con el que se debería tener notando variaciones" tambin pudimos ver que una cantidad apreciable es aquella que se nota y depende de la concentración!
