FISICOQUIMICA
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Cuando un ácido reacciona con una base, se libera una considerable cantidad de calor. La
reacción química entre soluciones acuosas diluidas entre un acido fuerte y una base fuerte se
conoce como reacción de neutralización. En esta práctica de laboratorio comprobaremos
experimentalmente el “calor de neutralización” o “entalpia de neutralización” que es definido
como el calor producido cuando un equivalente gramo de ácido es neutralizado por una base.
Se manifiesta con el cambio de temperatura ,en esta práctica usamos dos solucionas acuosas
al 0.4 N una de Hidroxido de Sodio (NaOH) y otra de Acido Clorhidrico (HCl), según la
ecuación termoquímica que sigue y utilizando los datos de entalpia de formación en solución
infinitamente diluida:
QN=∆ H=(mcal xCecal+mss xCeH 2O )(T N−T ac)
Los objetivos planteados son:
Relacionar aspectos termodinámicos en la neutralización de una acido fuerte con una base fuerte
Determinar el calor específico del calorímetro.
Calcular experimentalmente el calor de neutralización de un ácido y una base diluida al 0.4N.
INTRODUCCI
ÓN
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PONS MUZZO (1981) SEÑALA QUE:
Calculando la entalpía de la reacción de una solución acuosa diluida de NaOH con otra solución acuosa diluida de HCl, según la ecuación termoquímica que sigue y utilizando los datos de entalpías de formación en solución infinitamente diluida (en α moles de H2O), tenemos:
Esta constancia de la entalpía de neutralización ,se entiende fácilmente cuando se recuerda que los ácidos y bases fuertes ,y las sales , están completamente disociados en sus soluciones diluidas y en tal consecuencia ,el efecto químico común a todas esta neutralizaciones ,que es substancialmente el único cambio responsable para el efecto térmico observado ,es la unión de los iones hidratados hidrogeno e hidroxilo para formar agua no ionizada .O sea ,si la ecuación anterior la escribimos en forma ionica, tenemos:
Y cancelando los iones comunes en ambos miembros de la igualdad,
NaOH (aq) + HCl (aq) = NaCl (aq) + H2O (l) -112,24 -40,02 -97,30 -68,32
HΔ 298 = (-97,30-68,32)-(-112,24-40,02) HΔ 298 = -165,62+152,26 HΔ 298 = -13,36 Kcal/mol.
Na+ (aq)+OH-(aq)+H+ (aq)+Cl-(aq)+H2O (l)
OH-(aq)+H+ (aq) = H2O (l)HΔ 298 = -13,36 Kcal.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
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El valor -13,36 Kcal. Es el valor exacto de la entalpía molar de formación del agua líquida a partir de sus iones en solución infinitamente diluida, cuando estos últimos en actividad unitaria(a=1), a 25ºC.
CALORIMETRO
El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.
El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de líquido a sólido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición, con ayuda de una chispa eléctrica.
Los calorímetros suelen incluir su equivalente, para facilitar cálculos. El equivalente en agua del calorímetro es la masa de agua que se comportaría igual que el calorímetro y que perdería igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, sólo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes.
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Sólido de Metal 1 2 3
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2. Masa del Sólido 99.96 g 112.42 g 66.44 g
3. Masa del Calorímetro 65.54 g 65.54 g 65.54 g
4. Masa del Calorímetro con Agua 285.74 g 201.4 g 252.7 g
5. Masa del Agua 220.2 g 135.86 g 187.16 g
6. Calor Específico del Calorímetro 0.214 cal/ g °C 0.214 cal/ g °C0.214 cal/ g °C
7. Temperatura inicial del Sólido 93.5 ° C 92 ° C 93 ° C
8. Temperatura inicial del Agua 25 ° C 25.1 ° C 25.5 ° C
9. Temperatura inicial del Calorímetro 25 ° C 25.1 ° C 25.5 ° C
10. Cambio en la temperatura del Agua 2.5 ° C 5 ° C 4.4 ° C
11. Cambio en la temperatura del Calorímetro 2.5 ° C 5 ° C 4.4 ° C
12. Calor ganado por el Agua 550.5 cal 679.3 cal 823.5 cal
13. Calor ganado por el Calorímetro 35.1 cal 70.1 cal 61.7 cal
14. Total de Calor ganado 581.6 cal 749.4 cal 885.2 cal
15. Calor perdido por el Sólido -581.6 cal - 749.4 cal -885.2 cal
16. Cambio en la temperatura del Sólido - 66 ° C - 61.9 °C - 63.1 °C
17. Calor Especifico del Sólido 0,089 cal/ gr °C
0,107 cal/ gr °C 0,211 cal/ gr °C
18. Valor aceptado de Calor Especifico 0,107 cal/ gr °C 0,092 cal/ gr °C
0,214 cal/ gr °C
19. Error 0.018 cal/ gr °C
0.015 cal/ gr °C 0.003 cal/ gr °C
20. Porcentaje de error 17.0 % 17.05 % 1.4 %
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21. Temperatura equilibrio 27.5 °C 30.1 °C 29.9 °C
SEGÚN BARROW (1968)
El calor de neutralización es el calor intercambiado en la reacción de un ácido con una base a una temperatura y presión dada, para formar un mol de agua. Por ser una H de reacción, su valor depende de:
Su naturaleza química del ácido y base utilizados.Sus concentraciones.La temperatura.
Además manifiesta que el calor de neutralización es definido como el calor producido cuando un equivalente gramo de ácido es neutralizado por una base. El calor de neutralización tiene un valor aproximadamente constante, en la neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte, ya que en esta reacción se obtiene como producto en todos los casos un mol de agua, que es formada por la reacción:
En cada una de las reacciones anteriores se obtienen 13,7 kcal/mol
Esta constancia en la entalpía de neutralización, se entiende fácilmente cuando se recuerda que los ácidos y bases fuertes y las sales, están completamente disociados en sus soluciones diluidas; y, en tal consecuencia el efecto químico común a todas estas neutralizaciones, que es sustancialmente el único cambio responsable para el efecto térmico observado, es la unión de los iones hidratados hidrógeno e hidroxilo para formar agua no ionizada. O sea, si la ecuación anterior de neutralización la escribimos en forma iónica, tenemos:
Y cancelando los iones comunes en ambos miembros de la igualdad:
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Esta constancia en la entalpía de neutralización no se mantiene en la neutralización de soluciones de ácidos débiles por bases fuertes, bases débiles por ácidos fuertes o de ácidos débiles por bases débiles. En todos estos casos el valor de DH es menor y mucho menor en el siguiente caso:
En donde se obtiene -2.9 kcal.
En estos últimos casos el DH de neutralización difiere del valor constante citado, porque la formación del agua a partir de sus iones no es el único proceso químico que acompaña a la neutralización, ya que paralelamente a la combinación de los iones hidratados hidrógeno e hidroxilo, va ocurriendo la ionización de los solutos débiles, siendo el efecto térmico observado la suma de las entalpías de ionización y neutralización.
Para obtener el calor de neutralización, el calor liberado en la reacción se calcula de la siguiente manera:
En donde:
T1= temperatura del ácido clorhídrico antes de la mezcla
T2= temperatura del hidróxido de sodio antes de la mezcla
T3= temperatura de la mezcla
mHCl = masa de la solución de ácido clorhídrico
mNaOH = masa de la solución de hidróxido de sodio
C NaOH = calor específico de la solución de hidróxido de sodio
C HCl = calor específico de la solución de ácido clorhídrico
El NaCl(aq) puede ser obtenido a partir de NaOH (s) por dos caminos.
Midiendo variación H de cada etapa podrá comprobarse la ley de Hess:
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En el caso de los ácidos y bases fuertes muy diluidos, el calor de neutralización puede considerarse independiente de la naturaleza química de los reactivos debido a que cuando reaccionan, oxhidrilos y protones ya se encuentran solvatados. Así, la reacción es siempre la misma:
H3O+ + OH- 2H2O
A 25ºC y una atmósfera, el calor de esta reacción es de aprox. –13,7Kcal/mol
SEGÚN MARON Y PRUTTON (1998):
Al neutralizar soluciones diluidas de ácidos fuertes con bases fuertes a temperatura ambiente, el calor de neutralización por mol de agua formada es esencialmente constante e independiente de la naturaleza del acido o base. Esta constancia del calor de neutralización se entiende fácilmente cuando se recuerda que los ácidos fuertes, bases y sales se disocian completamente en sus soluciones diluidas y que en consecuencia el proceso de neutralización comprende únicamente la combinación de un ion hidrogeno e hidroxilo para formar agua no ionizada. Como este proceso es igual en toda neutralización, es valor
correspondiente de ΔH será constante para cada mol de agua formada. El valor de esta cantidad a 25º C, corregida al estado tipo, es
ΔH iª, es el calor de ionización del acido hidrocianico por mol. Para nuestro propósito, la ligera
ionización del agua de un acido tan débil como el hidrocianico puede despreciarse.
2.3. EL CALORÍMETRO:
H+ (a=1 )+OH− (a=1 )=H2O (1 ) ΔH25 ªCª =−13 ,360cal
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SEGÚN LEVITT (1979):
El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por un cuerpo. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.
El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro.
Esquema del calorímetro:
1.-Agitadoreléctrico2.-Conductoreseléctricos3.-Termómetrodiferencial4.-Envolturaaislante5.-Válvuladeoxígeno6.-Cámaradereacción7.-Conectoresalaresistencia8.-Crisolconmuestra9.-Agua
MATERIALES Y MÉTODOS
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MATERIALES:
Calorímetro Termómetro
Probeta Vasos de precipitados
Agua destilada Fiolas
REACTIVOS:
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HIDROXIDO DE SODIO(0.4N) ACIDO CLORHIDRICO(0.4N)
METODOS:
Determinar el calor de neutralización:
Ordenar y tener limpio y asegurado los materiales y reactivos en las fiolas con el
respecto valor normal asignado 0.4N y vasos de precipitados para un mejor trabajo en
dicha práctica.
Luego de calibrar el calorímetro, debemos enjuagar el calorímetro y observar que la
temperatura debe ser la inicial (18ºC aproximadamente). Lo cual el calorímetro indico
en nuestra dicha practica 20°C
Luego medimos de 100 a 150mL. Cuyo valor fue de 150mL. de HCl cuya
concentración debe ser 0.4N, y se debe agregar al calorímetro y se anota la
temperatura inicial del ácido (Tac).
En otro vaso se mide 100 a 150mL cuyo valor fue de 150 mL. de NaOH cuya
concentración debe ser igual al del ácido, luego se agrega al calorímetro y se combina
con el ácido y se espera la temperatura de neutralización (TN) y se anota la
temperatura. Para ello, se debe tener cuidado en la espera del equilibrio térmico. Esta
combinación se realiza como mínimo tres veces, para axial, determinar el calor de
neutralización experimental.
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4.1. RESULTADOS:
NaOH= 0,4N
HCl= 0,4 N
PROCESO VOLUMENml
TEMPERATURA INICIAL DEL
ACIDO °C
TEMPERATURA INICIAL DE LA
BASE °C
TEMPERATURA NEUTRALIZACION
°C1 150 20 20 21,5
2 150 20 20 21,8
3 150 20 20 21,9
TEMPERATURA DENEUTRALIZACION PROMEDIO=21.7
RESULTAD
DISCUSIONE
S
Qpromedio=28.98cal
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Según PONS MUZZO el calor de neutralización es: -13,680 cal. Así
no va de acuerdo con la bibliografía se deberia a una mal medida de
las masas del ácido, como de la base. O la mal medida de la
temperatura del ácido y de la base al momento de agregarlas al
calorímetro y hallar la temperatura de equilibrio.
Según Isabel Sierra Alonso, Sonia Morante Zarcero, Damián
Pérez Quintanilla: Nos indican la fórmula N=X gramos soluto
PEQ1000
x ml solucion
aplicaremos al momento de nuestros cálculos y así encontraremos las
masas que agregamos al solvente y encontrar la mezcla a dicha
concentración de 0.4N en nuestro caso .
“según Raymond A. Serway el calor especifico se define como el número de joules requeridos para elevar la temperatura de 1 kg de una sustancia a 1 K, o el número de calorías necesarias para elevar la temperatura de 1g de una sustancia en 1 °C
Calor específico= Jouleg . °C
Por lo que se puede deducir:Q=m.Ce . ΔT
Debido a que el calor se expresa en Joules y Calorias.Asi mismo según este mismo autor Son frecuentes las situaciones en las que se tranforma energía mecánica en energía térmica, en los problemas llamados de calorimetría, solo se considera la transferencia de energía térmica entre el sistema y su entorno
ma ca (T−Ta )=mx cx (T x−T )
DISCUSIONE
S
CONCLUSI
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El calor de neutralización promedio de la solución es de 28.98 cal, lo cual entendemos que en la reacción de las dos sustancias diluidas en agua destilada (HCl y NaOH) se produjo una reacción exotérmica, que libera energía.
Para la calibración del calorímetro se llegó a un valor promedio del calor especifico y a una temperatura inicial de 18°C en la práctica nos dio un valor inicial de 20°C
Preparamos las concentraciones de: hidróxido de sodio (NaOH) al 0.4N Y del ácido clorhídrico (HCl) al 0.4N
Para enjuagar el calorímetro recomendamos utilizar agua destilada debido a la variación de ph en el agua potable,ya que podría cambiar la reacción de neutralización.
Para la preparación de la sal(NaOH) y el acido (HCl) utilizados en esta práctica, tomar en cuenta las medidas de seguridad necesarias y la mayor precisión, además saber que la sal es altamente hidroscopica.
Se recomienda enjuagar bien el calorímetro después de cada prueba para que no afecte en los resultados siguientes , por el aumento de temperatura que causa la reacción de neutralización.
Revisar el calorímetro si esta herméticamente cerrado, ya que posee un sistema adiabático y presentaría problemas si existen variaciones en el cálculo de los datos.
CONCLUSI
RECOMENDACIONES
ANEXOS
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CÁLCULOS:
PREPARACIÓN DE NaOH AL 0.4N
PM (NaOH) =40g/mol
Peso equivalente401 40
V500 mL N0.4N
N=X gramos soluto
PEQ1000
x ml solucion
0.4=X gramos soluto
401000
x500
X gramos soluto=8g
PREPARACIÓN DE HCL AL 0.1N
PM(HCL) =36.5g/mol
Peso equivalente36 .5
1 36.5 V500 mL N0.4N Concentración 37% Densidad=1.185g/mL
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ρ=mV
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N=X gramos soluto
PEQ1000
x ml solucion
0.4=X gramos soluto
0.0365 x500ml
X gramos soluto=7,3 g
37 g−−−−100 %
7.3 g−−−−x%
x=19.73 g
ρ=19.73 gV
V=19.73 g1.185
DETERMINANDO EL CALOR DE NEUTRALIZACIÓN
V=16,6 mL
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Con respecto al NaOH
Para el volumen de 150mL:
n= 840
=0.2mol
500 ml 0.2 moles
150 ml X
Con respecto al HCL
n= 7,336.5
=0.2mol
500 ml 0.2 moles
150 ml X
n= mM
n= mM
X=0.06moles
X=0.06moles
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HALLANDO LA MASA DE LA SOLUCIÓN
Para un volumen de 150mL de NaOH :
mNaOH=n xV xθ xM=0.06 x0.150 x1 x 40
mNaOH=0.36 g
Para un volumen de 150 mL de HCl:
mHCl=n xV xθ x M=0.06 x 0.150 x 1x 40
mHCl=0.36 g
HALLANDO EL CALOR DE NEUTRALIZACIÓN
QN=(mcal x Cecal+(MNaOH+M HCl ) xCeH 2O ) (T N−T ac )
QN 1=(180 x0.157+(0.36+0.36 ) x1 ) (20−19 )
QN 2=(180 x1.190+ (0.36+0.36 ) x 1 ) (20−20 )
n= mM⟹m=nx V x θ xM
QN 1=28. 98cal
QN 2=0
)()( 2 acNsscalcalN TTOHxCemxCemQ
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QN 3=(180 x1.190+ (0.09+0.09 ) x1 ) (20−20 )
1.- ¿En qué se basa la termoquímica y el calor de neutralización?
CUESTIONA
RIO
POR LO TANTO: Qpromedio=28.98cal
QN 3=0
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La termoquímica se basa en dos principios o leyes de la termodinámica. El primero
afirma que la cantidad de energía del sistema más la del entorno permanece
constante. El segundo principio referido a la entropía dictamina que si bien la materia
y la energía no se pueden crear ni destruir, sí que se transforma.Su validez es
universal pues, después de siglos de desarrollo científico, no se ha encontrado ningún
caso en que no se cumplan.
El calor de neutralización es definido como el calor producido cuando un equivalente
gramo de ácido es neutralizado por una base. Este calor tiene un valor
aproximadamente constante, en la neutralización de un ácido fuerte con una base
fuerte, ya que en esta reacción se obtiene como producto en todos los casos un mol
de agua, que es formada por la reacción.
2.- Indique la leyes termoquímicas y efectué 3 ejemplos de cada ley
Leyes de la termoquímica:
Ley de Lavoisier-Laplace
Esta ley establece que el calor de formación de un compuesto es numéricamente
igual al calor de descomposición pero de signo opuesto.
Una consecuencia importante de esta ley es que las ecuaciones termoquímicas,
pueden ser invertidas, siempre que se cambie el signo del calor, manteniendo igual
su valor numérico. Ejemplo:
S (s) + O2 (g) → SO2 (g) ΔH° = -296,1kJ
SO2 (g) → S (s) + O2 (g) ΔH° = +296,1Kj
Esto es valido para reacciones de cualquier otro tipo.
Ley de Hess (ley de la suma del calor)
Esta ley establece que en una reacción química a volumen constante o a presión
constante, el cambio de entalpía es el mismo, independientemente de que la reacción
se efectúe en un paso, o en una serie de pasos.
La variación de entalpía de una reacción se puede calcular a partir de cualquier
secuencia de reacciones siempre que la suma de todas ellas sea igual a la reacción
deseada.
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Depende solamente de los estados inicial y final, y no de los estados intermedios por
los que puede pasar un sistema.
El gran valor práctico de esta ley, es que en base a ella las ecuaciones
termoquímicas, pueden ser sumadas o restadas como ecuaciones algebraicas.
Los calores de reacción que no pueden ser determinados por vía experimental
directa, se pueden calcular en base a otros datos termoquímicos (por aplicación de la
ley)
Si una reacción termoquímica se puede expresar como la suma de dos o más
reacciones:
Ecuación: Ec (1) + Ec (2) + Ec (3) + Ec (4) +…
Entonces ΔH = ΔH1+ ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 +…
Por aplicación de esta ley, se puede determinar el calor de una reacción, a partir de
los calores de combustión de todos los reactivos y productos.
3.- ¿Qué consecuencia tendría un dato erróneo de la presión atmosférica?
El calor de reacción más usado es el calor de reacción a presión constante, esto
quiere decir que no abra cambios en la presión y si los hubiera no afectaría en el
resultado del calor de neutralización.
4.- ¿Cuándo se dice que la reacción es exotérmica y endotérmica?
Reacción exotérmica es cualquier química que desprende calor, es decir con una
variación negativa de entalpía.
Se da principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando ésta es intensa puede
dar lugar al fuego. Cuando reaccionan entre sí dos átomos de hidrógeno para formar
una molécula, el proceso es exotérmico.
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Son cambios exotérmicos el paso de gas a líquido (condensación) y de líquido a
sólido (solidificación).
Reacción endotérmica es cualquier reacción que absorbe calor.
Si hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquella que tiene un
incremento de entalpía o ΔH positivo, es decir, aquella reacción en donde la entalpía
de los reactivos es menor que la de los productos.
Las reacciones endotérmicas, sobre todo las del amoníaco impulsaron una próspera industria de generación de hielo a principios del siglo XIX. Actualmente el industrial genera con electricidad en frigoríficas. Es importante decir que las reacciones endotérmicas al absorber calor pueden ser útiles y prácticas en algunos casos, como por ejemplo, el querer enfriar un lugar. En las reacciones endotérmicas los productos tienen más energía que los reactivos.
5.- ¿En qué se diferencia el calor de reacción entre una base fuerte y un ácido fuerte con la de una base débil y un ácido débil?
Es el calor producido en la reacción de neutralización de un mol de ácido, en solución
acuosa, por un mol de una base también en solución. Este efecto térmico tampoco es
constante para un mismo par ácido-base, sino que depende de la concentración y
sólo toma un valor sensiblemente igual cuando se opera con disoluciones diluidas.
Cuando se trata de una reacción de bases fuertes (NaOH, KOH...) con ácidos fuertes
(HCl, HNO3) el calor de reacción es independiente de la naturaleza de dichos
componentes, ya que, al hallarse tanto éstos como las sales formadas disociados, la
reacción que tiene lugar es.
OH- + H+ = H2O; ΔHo298 = -57,27 kJ·mol-1
En el caso de la neutralización de un ácido o base débil (CH3-COOH, NH4OH,...) el
calor de reacción, a presión constante, puede ser algo menor a causa de la absorción
de calor que tiene lugar en el proceso de disociación del ácido o base débiles.
La neutralización en este caso puede considerarse como el resultado de los pasos
consecutivos:
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HA(aq) -> H+(aq) + A-(aq)
H+(aq) + OH-(aq) ->H2O (aq)
HA(aq) + OH-(aq) -> H2O(aq) +A-(aq)
6.- Explicar la diferencia entre calor de neutralización y de solución
Calor de neutralización
Consiste en el calor producido cuando un equivalente gramo de ácido es neutralizado
por una base y tiene un valor aproximadamente constante.
Calor de solución
Consiste en el calor de una solución en si, y no en el calor de una mezcla para
realizar la neutralización o algún otro proceso.
7.- Indicar los valores promedios de poder calórico de:
Sustancias Poder Calórico Medio
Madera seca 19000(KJ/Kg)
Madera verde 14400(KJ/Kg)
Cerveza 37(KCal)
Arroz 354(KCal)
Pan blanco 233(KCal)
Mantequilla 752(KCal)
Carne de vaca 90(KCal)
Azúcar 380(KCal)
Papa 86(KCal)
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PONS MUZZO. “FISICOQUÍMICA” (1981). EDITORIAL UNIVERSO S. A. LIMA – PERÚ.
BARROW. “QUIMICA FISICA”. EDIT. REVERT, BARCELONA 1968.
MARON Y PRUTTON. “FUNDAMENTOS DE FSICO QUIMICA” (1998). EDIT. LIMUSA. MEXICO
IRAN LEVINE. (1994) “FISICOQUÍMICA”. MC.GRAW-HILL/INTERAMERICANA DE ESPAÑA, S.A. MADRID (1991).
LEVITT, B.P. “QUÍMICA FÍSICA PRÁCTICA DE FINDLAY” (1979). EDITORIAL REVERTÉ.
BIBLIOGRAF
IA