Laboratorio De Química General II Informe Nº 1

UNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONAL

DE INGENIERIADE INGENIERIA

FC FC

Laboratorio Nº 1: Calor Integral de

Solución

Alumnos: Marco Antonio Gabriel Ulloa Yaulimango

Código: 20081330K

Celso Edwin Saavedra Champi

Código: 20081176A

Profesor: Rosa Sayán Rivera

Fecha de ejecución de la práctica: 02/04/09

Fecha de entrega del informe: 09/04/09

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Laboratorio De Química General II Informe Nº 1

CONTENIDO

Universidad Nacional De Ingeniería – Facultad De Ciencias 1

Laboratorio De Química General II Informe Nº 1

CALOR INTEGRAL DE SOLUCIÓN

I. Objetivos:

Determinar la capacidad calorífica del un sistema calorimétrico adiabáticos por métodos termoquímicos utilizando como dato el calor integral de solución de NH4Cl en solución de 200.

Determinar experimentalmente el calor integral de solución al preparar las sgtes. soluciones:

a) Tiosulfato de sodio pentahidratadob) Cloruro de sodio en solución de 100.

Comparar los valores teóricos con los valores hallados.

II. Fundamento teórico

Al formarse una disolución una sustancia (soluto) se dispersa de manera uniforme en otra (disolvente), donde ambas se encuentran en fase condensada; tales soluciones se forman cuando las fuerzas de atracción, que mantiene unidas a las partículas de soluto y disolvente, son de magnitud comparable con las fuerzas de atracción STO-STO y STE-STE. En la formación de algunas disoluciones, como las que se presentarán seguidamente en el desarrollo del presente informe, se absorbe o se libera calor del sistema a los alrededores o viceversa, pero ¿por qué unos son exotérmicos mientras que otros son endotérmicos? Se podría explicar este fenómeno dividiendo el proceso por etapas haciendo uso de la ley de Hess: Primero, las moléculas disolvente deben separarse entre si para hacer sitio a las moléculas de soluto, las cuales necesitarán absorber energía resultando esta primera etapa del proceso endotérmica (∆Ha>0). En la siguiente etapa las moléculas del soluto deben separase también por lo que también esta parte del proceso será endotérmica (∆Hb>0). Finalmente se necesitará liberar energía para que las moléculas de soluto y solvente se atraigan entre si solvatación (en el caso del agua hidratación) (∆Hc<0) por lo que a la suma de estos cambios térmicos asociados al proceso disolución que ocurren a presión y temperatura constantes se le denomina calor de disolución. Y este proceso será exotérmico o endotérmico dependiendo de las fuerzas de atracción entre las moléculas, ya sea porque las fuerzas de atracción entre las moléculas de STO-STE son más débiles que las fuerzas de atracción STO-STO o STE-STE siendo este proceso de disolución endotérmico (∆Hdisol>0), o porque las fuerzas atracción entre las moléculas diferentes exceden a la fuerza de atracción de las moléculas iguales por lo que el calor liberado será mayor que el absorbido siendo este proceso exotérmico. Una forma simple de representar este proceso es mediante el gráfico siguiente:

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En general este proceso se puede resumir mediante la siguiente ecuación:

Donde: ∆H1: Entalpia asociada a la separación de partículas de soluto∆H2: Entalpia asociada a la separación de partículas de solvente∆H3: Entalpia asociada a la agrupación de partículas de soluto y solvente∆Hdisoln: Entalpia de disolución

2.1. Calor integral de disolución

Como fue mencionada la solución de una sustancia en otra (por ejemplo NaCl en agua) está acompañada por absorción o liberación de energía térmica en forma de calor. Y este efecto se denomina calor integral solución de un mol de sustancia (STO) que para una presión y temperatura dadas, depende de la concentración de solvente que hay en la solución. Este calor de disolución puede ser representado mediante una ecuación química tal como:

HCl (g) + 5H 2O (l) HCl 5H 2O ∆H (298K)= -64,06kJ/ mol

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Partículas de disolvente separadas + partículas de soluto separadas

Disolvente + partículas de soluto separadas

Disolvente + soluto

Disolución

∆H2∆H3

∆H2

∆H1

∆Hdisol

Disolvente +partículas de soluto separadas

Disolvente +soluto

Disolución

Partículas de disolvente separadas +partículas de soluto separadas

∆H2

∆Hdisol

∆H3

∆H2

∆H1

∆Hdisoln = ∆H1 + ∆H 2 +∆H3

Del gráfico se puede observar el cambio de entalpia en función al cambio de la concentración de soluto en la solución por lo que se puede agregar que cuanto más aumente la cantidad de solvente en la solución, dependiendo del proceso, sea este endotérmico o exotérmico, el calor liberado o absorbido no variará en gran cantidad a la temperatura. Fig.1.2. calor integral de disolución de H2SO4

en agua frente a la fracción molar de H2SO4

X (H2SO4)

∆HKJ/mol

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0--20-

-40-

-60-

-80-

100-

∆Hint (H2SO4) en H2O 250C

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De los datos obtenidos experimentalmente se construye la gráfica de los calores integrales de disolución y cuando la cantidad de moles de disolvente aumenta hasta una cantidad muy grande (∞) se le denomina calor integral de dilución infinita

III.-Diagrama de procedimiento experimental

Experimento N 0 1 : Determinación de la capacidad calorífica del sistema calorimétrico

Experimento N 0 2: Determinación del calor integral una sal por el método del calorímetro

a).-: Para el Na2S2O3.5H2O

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ImportantePara el cálculo del volumen del calorímetro se llenó el calorímetro con suficiente cantidad de agua potable y luego se tapó. Para la preparación de la soluciones se utilizó agua destilada. Se necesitó efectuar cálculos para determinar la cantidad necesaria de STO a usar

Absorción de energía del

sistema (∆H>0)

∆H

Sistema calorimétrico

NH4Cl(s)

V H2O: 213 mlTinicial: 21 0C

equi

3.17g

NH4Cl200H2

OTfinal: 19,5 0C a

partir del cálculo se

procedió a hacerlos

cálculos

a

Q

SISTEMA CALORIMÉTRICO

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b).-Para el NaCl:

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Tfinal: 20 ,5 0C a partir del

cálculo se procedió a hacerlos

cálculos

9,82gEquivalente a 1 sobre 200 moles de agua

Tfinal: 20 0C a partir del

cálculo se procedió a hacerlos

cálculos

Sistema calorimétrico ma calorimétrico

Na2S2O3.5H2O

V H2O: 213 ml T inicial: 21 0C

Absorción de energía del sistema

(∆H>0)

KI200H2O

Q

Q

Sistema calorimétrico

NaCl100H2ONaCl(s)

V H2O: 213 ml T inicial: 21 0C

6,92gEquivalente a 1 sobre 100 moles de agua

Absorción de energía del

sistema (∆H>0)

VH2O:213 ml.Tinicial:21 °C

Absorción de energía del sistema (∆H>0)

Na2S2O3.5H2O

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