Solubilidad del ácido benzóico y determinación de entalpía de solución.

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULT FACULTAD EXPERIMENTAL EXPERI MENTAL DE CIENCIAS CIENC IAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA UNIDAD ACADEMICA DE FISICOQUIMICA

SOLUBILIDAD DEL ÁCIDO BENZOICO Y DETERMINACIÓN DETERMINACIÓN DE SU CALOR DE SOLUCIÓN

2 Presentad !r" Br# Os$ar Prt%&& C#I# N' 2(#)*2#+((

Mara$a%,- a,r%& de 2(./

+

RESUMEN En esta e0!er%en$%a !r1$t%$a se deter%n3 &a 4ar%a$%3n de &a s&5,%&%dad de& 1$%d  ,en6%$ 7C*8/COO89 en a:5a- en ;5n$%3n de &a te!erat5ra< est se =%6 ed%ante &a t%t5&a$%3n $n =%dr30%d de sd% 7NaO89 (-. M# E& $a&r de s&5$%3n ,ten%d 7 ΔH 9 ;5e de 2*-(// > a& ser este !s%t%4- se !5ede de$%r ?5e &a nat5ra&e6a de& !r$es es endt@r%$a#

INTRODUCCIÓN  La enta&!a 8 de 5n s%stea $5>a ener:a %nterna- !res%3n > 4&5en sn U- P > V se de;%ne $"  H = U + pV 

P5est ?5e U, p > V  sn ;5n$%nes de estad- H  ta,%@n & es# O,s@r4ese en dwrev= -pdV   ?5e e& !rd5$t de p > V   t%ene d%ens%nes de tra,a > !r tant de ener:a< en

$nse$5en$%a- es $rre$t s5ar U > pV # Nat5ra&ente- H  t%ene 5n%dades de ener:a#. 

E& $a&r de s&5$%3n es &a 4ar%a$%3n de enta&!a re&a$%nada $n &a ad%$%3n de 5na

$ant%dad deter%nada de s&5t a 5na $ant%dad deter%nada de s&4ente a te!erat5ra >  !res%3n $nstantes# G8HQ !#2 En esta e0!er%en$%a !r1$t%$a se !5d a!re$%ar $3 est a;e$ta &a s&5,%&%dad de& 1$%d ,en6%$ a d%;erentes te!erat5ras# En e& !resente %n;re se !resentar1n 4ar%as re!resenta$%nes :r1;%$as > te3r%$as en &as $5a&es se strar1 &a 4ar%a$%3n de s&5,%&%dad de& 1$%d ,en6%$ $n res!e$t de &a te!erat5ra# Para est se estandar%63 5na s&5$%3n de =%dr30%d de sd% $n !atr3n !r%ar% ,%;ta&at de !tas% 7C*8/COO8COO9# Es

J ne$esar% entender ?5e &a s&5,%&%dad es &a $ant%dad 10%a de s&5t

?5e !5ede

d%s&4erse en 5n deter%nad 4&5en de &?5%d 7s&4ente9 a 5na te!erat5ra es!e$;%$a# C5and &a $ant%dad de s&5t es enr a &a s&5,%&%dad- se $nst%t5>e & ?5e se den%na 5na s&5$%3n sat5rada#+ Ls ,et%4s !ara esta !r1$t%$a sn &s s%:5%entes" deter%nar &a s&5,%&%dad de& 1$%d ,en6%$ $ 5na ;5n$%3n de &a te!erat5ra< e4a&5ar a !art%r de 5na :r1;%$a 7&nS 4s .KT9 e& $a&r de d%s&5$%3n 7 ΔH 9< %dent%;%$ar &a nat5ra&e6a e0t@r%$a  endt@r%$a de&  !r$es#

PARTE EXPERIMENTAL Se $ntr&3 &a te!erat5ra de& ,a tertat%6ad !re4%aente arad a ( C# Se aad%ern /(( L de a:5a dest%&ada en 5n 4as de !re$%!%tad de /(( L > se &&e43 =asta e,5&&%$%3n ed%ante e& 5s de 5na !&an$=a de $a&enta%ent# Se !esarn J : de 1$%d  ,en6%$ > !ster%rente se d%s&4%3 en 5n Er&ene>er de /((L $n 2/( L de a:5a dest%&ada !re4%aente =er4%da# La s&5$%3n ,ten%da se &&e43 a& ,a tertat%6ad > se es!er3 =asta ?5e &a te!erat5ra de esta se esta,%&%6ara $n &a de& ,a- %entras se a:%ta,a $nstanteente $n 5na 4ar%&&a de 4%dr% !ara s5 $!&eta d%s&5$%3n# Cn 5na !%!eta  !re$a&entada se tarn tres a&$5tas de .( L de &a s&5$%3n adre 7ase:5r1ndse de ?5e estas n t54%eran 1$%d ,en6%$ s3&%d9 en er&ene>ers de .2/ L# Est se de,%3 =a$er en e& enr t%e! !s%,&e !ara antener e& $a&r de &a !%!eta > e4%tar ?5e &a 5estra $r%sta&%6ara dentr de esta# Este !r$ed%%ent se re!%t%3 a te!erat5ras de // > J/ C# Ca,e desta$ar ?5e de,%d a $5est%nes de t%e! s& se !5d re!et%r e& !r$ed%%ent a ds te!erat5ras< est ;5e de,%d a ?5e ;5e 5> d%;$%& =a$er ?5e e& ,a tertat%6ad &&e:ara a &a te!erat5ra re?5er%da#

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla 1. Estandar!a"#n d$ la S%l&"#n d$ NaO' ()1M. N* M&$stra 1 6 : 

Masa +,- C'/O0)

2%l&3$n +3L- NaO'

4NaO'5 +M-

()6(78 ()6680 ()6(96

1()9 11)0 1()

()(78 ()(79 ()(70 ()(78

 

/

En &a Ta,&a .- se en$5entran ta,5&ads &s 4a&res de& !r$es de estandar%6a$%3n de&  NaO8 ed%ante C)8/OJ- as $ e& !red% de &a $n$entra$%3n ,ten%da e0!er%enta&ente# La ed%a de &a $n$entra$%3n ;5e de (-(* > e& errr de J-2 # C se !5ede ,ser4ar- este ;5e enr ?5e / > !r e&& se !5ede de$%r ?5e e& !r$es ;5e e0a$t# Este errr- a !esar de ser !e?5e- !5d ser $as%nad !r e& $!rta%ent n %dea& de &as rea$$%nes %n4&5$radas#

Tabla 6. Tt&la"#n d$l ;"d% b$n!%"% "%n NaO' ()(716 M a d<$r$nt$s t$3=$rat&ras. T +*C-

2 NaO' +3L-

//

)-+ )

J/

*-+ *



)-/ *

2 C8'/COO' +3L-

)68 8)1

M%l$s C8'/COO' -2*0.(J

.(

/-)/*0.(J

L5e: de estandar%6ar e& NaO8 (-(* M- se t%t5&arn &as tres 5estras de .( L de 1$%d ,en6%$ 5sand $ %nd%$adr &a ;en&;ta&ena< est se =%6 a ds te!erat5ras" // > J/ C# En &a Ta,&a 2 se 5estran &s 4a&res de& 4&5en ne$esar% !ara e& !5nt de e?5%4a&en$%a de $ada 5estra a d%st%ntas te!erat5ras# Cn ests dats se !5ede ,ser4ar  ?5e a ed%da ?5e d%s%n5>e &a te!erat5ra- e& 4&5en de =%dr30%d de sd% ne$esar%  !ara &a t%t5&a$%3n ta,%@n d%s%n5>e# Est- se:n e& !r%n$%!% de Le C=ate&%er- es de,%d a ?5e &a te!erat5ra de 5n s%stea se e&e4a !r a$$%3n de& $a&r# E& $a&r $5n%$ad se  !5ede $ntrarrestar- s% e& e?5%&%,r% se des!&a6a en e& sent%d en ?5e se a,sr,e $a&r# S% 5na rea$$%3n es endt@r%$a- s5 $nstante de e?5%&%,r% a5entar1 $n &a te!erat5ra< s% es e0t@r%$a- s5 $nstante de e?5%&%,r% d%s%n5%r1#J En 5na rea$$%3n endt@r%$a- !ara ;a4re$er &a ;ra$%3n de &s !rd5$ts es ne$esar% !r!r$%nar $a&r< > en 5na e0t@r%$a se !5ede $ns%derar ?5e e& $a&r es !arte de& !rd5$t# En esta rea$$%3n"

*

C8'/COO' > NaO'

C8'/COO?Na > '6O

E& e?5%&%,r% se des!&a6a a& &ad de &s rea$t%4s >a ?5e e& a5ent de te!erat5ra ;a4re$e &a d%s$%a$%3n de& NaO8# C5and &a te!erat5ra de &a s&5$%3n adre era de // C- se ne$es%t3 5n 4&5en a>r de NaO8 !ara &&e:ar a& !5nt de e?5%4a&en$%a< $5and se &&e43 &a s&5$%3n a 5na te!erat5ra de J/ C- se ne$es%t3 ens 4&5en# Est ?5%ere de$%r  ?5e a a&tas te!erat5ras e& e?5%&%,r% se des!&a6a =a$%a &a %6?5%erda !ara $ns5%r 5na a>r $ant%dad de rea$t%4 7NaO89 > a ,aas te!erat5ras se des!&a6a =a$%a &a ;ra$%3n de !rd5$ts#

Tabla :. S%l&bldad d$l ;"d% b$n!%"% $n a,&a T +*CT +1@T

S+3%l@,-

Ln+S-

//

+2)-./

(-((+(J

(-(2

2-/+*

J/

+.)-./

(-((+.J+

(-(/)*

2-)+

En &a Ta,&a +- se en$5entran &s 4a&res ,ten%ds en e& &a,ratr% de &a s&5,%&%dad de& 1$%d ,en6%$ en a:5a a ds te!erat5ras d%;erentes# E& %n4ers de &a te!erat5ra 7.KT9 > e& &:ar%t de &a s&5,%&%dad ,ten%d a !art%r de& $1&$5& de &a s&5,%&%dad a $ada te!erat5ra# En esta ta,&a se ,ser4a ?5e a& d%s%n5%r &a te!erat5ra- &a s&5,%&%dad de& 1$%d des$%ende ta,%@n# Est es de,%d a ?5e- s% se es!era ?5e a& a5entar &a te!erat5ra &a s&5,%&%dad ta,%@n a5ente- entn$es se !5ede de$%r ?5e a& d%s%n5%r&a &a rea$$%3n $5rr%r1 1s &entaente a& n a,sr,er e& $a&r s5;%$%ente#

ANEXOS A& rea&%6ar 5na re&a$%3n de S 7&K:9 4s T 79 ,tenes &a s%:5%ente :r1;%$a > de& &:ar%t de &a s&5,%&%dad 7Ln7S99 4s e& %n4ers de &a te!erat5ra 7.KT9- se t%enen &as s%:5%entes :r1;%$as"

ra<"a N*1. S%l&bldad $=$r3$ntal d$l Á"d% B$n!%"% S +M- s T +-.

 0.09 0.08 f(x) = 0x - 0.6 R² = 1

0.07 0.06 0.05

S (mol/Kg)

0.04 0.03 0.02 0.01 0 316

318

320

322

324

326

328

330

T (K)

ra<"a N*6. S%l&bldad $=$r3$ntal d$l Á"d% B$n!%"% Ln+S- s 1@T +-. -2.3 0

0

0

0

0

0

0

-2.4 -2.5

Ln(S)

-2.6

f(x) = - 3135.42x + 7.02 R² = 1

-2.7 -2.8 -2.9

1/T (1/K)

Ca,e des ta$ar ?5e &a re:res%3n &%nea& de &a r1;%$a N. > &a r1;%$a N2 es %:5a& a .- !r & ?5e en $nd%$%nes nra&es se !dra de$%r ?5e e& !r$es ;5e 5> e0a$t# S%n e,ar:- este n es e& $as de esta !r1$t%$a de,%d a ?5e- !r $5est%nes de t%e!- s& se tarn 5estras a ds te!erat5ras d%;erentes# En este sent%d- es %!rtante a$&arar ?5e

)  !ara ?5e &a re:res%3n sea & s5;%$%enteente !re$%sa- es ne$esar% 5n a>r ner de 5estras#

C;l"&l% d$ $ntal=a 3%lar d$ s%l&"#n 7's%l-F La de!enden$%a de &a s&5,%&%dad $n &a te!erat5ra se $5!&e $n &a e$5a$%3n de C&a5s%5sC&a!e>rn"

7.9 La $5a& a& %nte:rar&a se ,t%ene"

729 S%:5%end &a e$5a$%3n de &a re$ta > H 0,- se d%$e ?5e > H &n7S9- 0 H .KT- !r & tant"

7+9  des!eand esta &t%a e$5a$%3n tenes"

7J9 ∆ H =−m x R =−¿

26055,17

∆ H 

=

1000

J  mol

26,055

=

KJ  mol

7+.+/-J9 0 )-+. K&

 ∆ H sol ( teórico )=24,328 25° C  /

C;l"&l% d$ la s%l&bldadF S&5,%&%dad

molesde soluto  Kgde solvente

H

3

−

=

7,9296  x 10

molC 6 H  5 COOH  H 0,010  Kg H  2 O

(-(2

mol  Kg

Err%r abs%l&t%) r$lat% G aran!aF Errr a,s&5t H Xe0!  Errr re&at%4 H

 E

=



H 2*-(//  2J-+2) H .-2

 Eab  x 100  X teo

=

1,727 24,328

 x 100 7,09 =

Err%r abs%l&t% G r$lat% d$ 3%lardad d$ la $standar!a"#n d$ NaO'F Errr a,s&5t H Xe0!  Errr re&at%4 H

 E

=



H (-. W (-(* H (-((J

 Eab  x 100  X teo

=

0,004 0,096

 x 100 4,2 =

CONCLUSIONES Med%ante &s dats ,ten%ds- se !5ede $n$&5%r ?5e &a nat5ra&e6a de& !r$es es endt@r%$a- de,%d a ?5e e& 1$%d ,en6%$ ne$es%ta a,sr,er $a&r !ara d%s&4erse !r  $!&et en a:5a# Est se !5d destrar a& $a&$5&ar &a enta&!a de s&5$%3n- $5> 4a&r ;5e  !s%t%4- 4er%;%$and as & en$%nad anter%rente# De,%d a &a nat5ra&e6a endt@r%$a

.( de este !r$es- se $n$&5>e ?5e a& d%s%n5%r &a te!erat5ra ta,%@n d%s%n5>e &a s&5,%&%dad > a& a5entar&a- esta es a>r#

REHERENCIAS BIBLIORÁHICAS

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Ed%tr%a&

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