entalpia de neutralizacion, Apuntes de Fisicoquímica

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Entalpia de neutralización de un

acido fuerte

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Introducción:

Una reacción de neutralización se puede definir como la variación de la entalpia

cuando un equivalente gramo de ácido es completamente neutralizado por un

equivalente gramo de una base en solución acuosa altamente diluida.

También es llamada reacción de oxido-reducción donde la reacción de un ácido

con una base o hidroxilo para formar una sal mas agua de productos. La entalpia,

de calor liberado o absorbido durante las reacciones químicas ocurre a presión

constante y es igual al cambio de entalpia de la reacción ∆Hr que es igual a las

diferencias entre las entalpias de formación de los productos y las entalpias de

formación de los reactantes: qr =ΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).ΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).Hr =ΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).ΣH(productos) – ΣH(reactantes).H(productos) – ΣH(productos) – ΣH(reactantes).H(reactantes).

La entalpia es una función de estado y es independiente si la reacción química

ocurre una o varias entalpias; no depende del resultado sino mas bien de los

medios para completar el proceso es por ello por lo que podemos calcular a través

de la ley de Hess entonces usaremos esta ley cuando la reacción química puede

expresarse como la suma algebraica de otras reacciones, su entalpia de reacción

es igual a la suma de entalpias de las reacciones parciales ΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).Hr =ΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).ΣH(productos) – ΣH(reactantes).iΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).Hi.

Mediante la experiencia se determinó el calor de neutralización mediante una

determinación directa e indirecta;

El calculo de la directa se obtiene a partir de k de nuestro calorímetro y mediante a

la adición de una masa de una disolución básica al calorímetro que contiene la

masa de una disolución acida, ambas serán iguales concentraciones se puede

calcular el calor.

El calor liberado de la reacción de neutralización puede considerarse como

absorbido por ambas disoluciones y el calorímetro lo cual eleva la temperatura del

sistema hasta una temperatura de equilibrio(te). Determinación indirecta del calor

de neutralización se puede calcular indirectamente, para esto se ocupó un ácido

en disolución resultante llegando el sistema a una temperatura de equilibrio la cual

se podrá expresar una igualdad.

a reacción de neutralización es aquella en la que un ácido reacciona con una base o hidroxilo para formar una sal más agua. Las reacción de neutralización de un ácido fuerte HA con una base fuerte MOH tienen una entalpía como todas las reacciones, solo que en este caso es llamada entalpía de neutralización. La entalpía es una función de estado, por lo que su resultado no va a depender de los caminos que se tomen para llegar el proceso, este nunca va a cambiar, por lo que la entalpía de neutralización se puede calcular con la Ley de Hess pudiendo definir la entalpía final como la suma de las entalpías intermedias. El calor de neutralización se puede calcular directamente, para esto primero se debe saber la constante K del calorímetro y posteriormente mediante la adición de una masa de una disolución básica a un calorímetro que contiene una masa de una disolución ácida, ambas con iguales concentraciones se podrá calcular el calor. El calor liberado de la reacción de neutralización puede considerarse como absorbido por ambas disoluciones y el calorímetro lo cual elevaría la temperatura del sistema hasta una temperatura de equilibrio Te.

Parte Experimental:

Materiales:

• Calorímetro.
• Termómetro.
• Balanza Analítica.
• probetas de 50 ml.

-pesa sales.

-estufa.

Diagrama de flujo:

Reactivos:

• Disolución de HCl 0,1 M

-Disolución de NaOH 0,1 M.

• Disolución de HCl 0,5 M
• Agua destilada. Determinación directa del calor de neutralización Los materiales y reactivos deben estar a temperatura ambiente. Inicio Calibración del calorímetro este debe estar limpio y seco para antes de su uso. Paso n°1:Determinar Recordar que una previa calibración es^ el valor de k. una operación necesaria para poder evaluar los cambios energéticos de este proceso o las capacidades caloríficas de los sistemas, todos los cambios de temperatura asociados a los procesos. Paso n°2: introducir 40 ml de la disolución de HCl 1,0 M en el calorímetro registrar la temperatura THA.

Paso n°3: introducir 40 ml de la disolución de NaoH 1,0 M en el calorímetro registrar la temperatura T(MOH). Agregar esta disolución básica al calorímetro contenido la disolución de HCl agitar suavemente y registrar final en equilibrio. Te Paso n°4: Vaciar el calorímetro, lavarlo con agua destilada y secarlo para su nuevo uso. Determinación del calor de disolución del hidróxido de sodio. Paso n°6: calcular la masa de NaOH necesaria para poder neutralizar los moles de HCl presentes en los 40 ml de la disolución 1 M de la experiencia anterior. Paso n°5: Comenzar a adicionar 80 ml de agua destilada al calorímetro registrar temperatura ta. Paso n°9: vaciar el contenido del calorímetro lavar y secar. Paso n°8: Agregar el NaOH en lentejuelas solido al calorímetro, este contenido los 80 ml de agua destilada agitar en forma circular y suave, registrar la temperatura del sistema alcance el equilibrio T’e. Paso n°7: masar la cantidad de NaOH calculada paso anterior presentes en los 40 ml de la disolución 1M en la balanza de analítica y registrar su valor mMOH(s). Determinación directa del calor de neutralización con base sólida de q’N. Paso n°11: Masar en la balanza analítica la misma cantidad de NaOH solido mMOHs que en el pto anterior. Paso n°10: Adicionar 80 ml de disolución de HCl 0,5 M al calorímetro y medir su temperatura T´ HA en el. Paso n°12: La cantidad de NaOH solido mMOH s ya masada en pasos anterior agregar al calorímetro, este contenido los 80 ml de la disolución acida anterior, mientras se agita medir la temperatura hasta que llegue a su valor de equilibrio T’’e registrar el valor. Fin

qN+mHCl Cp(H20) (T´e-THCl) +mNaOHCp(H20)(T´e-TNAOH)+K(T´e- THCl)= Cp(H2O):1,0 cal/g°C qN=-mHCl Cp(H2O)(T´e-THCl)-mNaOHCp(H20)(T´e-TNaOH)-K(T´e-THCl) qN=-40,0g 1.0 cal/g°C(30-23)°C-40,0g 1,0cal/g°C(30-22)°C-16,32cal/g°C(30- 23)°C qN=-714,24cal DHm,N=qN/n DHm,n=-714,24cal/mol 3°Determinación del calor de disolución de NaOH Datos: VH2O= 80 mL TH2O= 22ºC mNaOH= 1,6135 g T’’e= 28ºC *Masa de NaOH, calculada a partir de la relación estequiometria entre el HCly NaOH Determinación DE qdisY ΔHm,disHm,dis qdis+mH20 Cp(H20)(T´´e-TH20)+mNaOHCp(NaOH)(T´´e-TH2O)+K(T´´e- TH20)= CpH20:1,0cal/g°C Qdis=-mH20 Cp(H20)(T´´e-TH20)-mNaOHCp(NaOH)(T´´e-TH2O)-K(T´´e- TH20)= qdis=--80.0g 1,0cal/g°C(28-22)°C-1,6135g 1,0cal/g°C(28-22)°C-16,32cal/g°C(28-22)°C

qdis=-587,60 cal/mol DHm,dis=qN/n DHm,dis=-587,60 cal/mol 4º Determinacion directa del calor de neutralización con base sólida de DE q’N Datos: VHCl= 80 mL T’HCl= 23ºC mNaOH= 1,6530 g T’’’e= 32ºC *Masa de NaOH, calculada a partir de la relación estequiometria entre el HCly NaOH[HCl] = 0,5 mol/L mHCl= 1,44 g Determinación de qdis y ΔHr =ΣH(productos) – ΣH(reactantes).Hm’dis: qN´+mHCl Cp(H20)(T´´´e-THCl)+mNaOHCp(H20)(T´´´e-TNAOH)+K(T´´´e-THCl)= Cp(H2O):1,0 cal/g°C q´N=-mHCl Cp(H2O)(T´´´e-THCl)-mNaOHCp(H20)(T´´´e-TNaOH)-K(T´´´e-THCl) q´N=-1,44g 1,0cal/g°C(32-23)°C-1,6539g 1,0 cal/g°C(32-22)°C-16,32cal/g°C(32-23)°C q´N=-176,37cal Determinación de ΔHN por medio de la ley de HessHN por medio de la ley de Hess DHm,N=q´N/n DHm,n=-176,37 cal/mol DHn=DH´N-DHdis DHN=-176,37cal/mol-587,60 cal/mo DHN=-763,97cal/mol

Conclusión:

Bibliografía:

_Atkins, P.; de Paula, J. Atkins Química Física. 8ª ed. Capítulo 2. Editorial

Médica Panamericana, 2008

_ Reboiras, M.D. Química. La Ciencia Básica. Capítulo 7. Ed. Thomson, 2006.