“CALOR DE NEUTRALIZACION”.

...

H+ + OH- → H2O

H3O+ + OH- → 2 H2O

En cada una de las reacciones anteriores se obtienen 13,7 kcal. 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:

Na+(ac) + OH- + H+(ac) + Cl-(ac) → Na+(ac) + Cl-(ac) + H2O

Cancelando los iones comunes en ambos miembros de la igualdad:

H+(ac) + OH-(ac) → H2O(l)

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:

HCN(ac) + NaOH-(ac) → NaCN(ac) + H2O(l)

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.

CONCEPTO DE ÁCIDOS Y BASES

Según el químico sueco Svante Arrhenius los ácidos son sustancias capaces de ionizarse en agua para formar iones hidrógeno (H+ ) y las bases o sustancias alcalinas son sustancias capaces de ionizarse en agua para ceder iones hidroxilo (OH- ).

Sin embargo, otra teoría más satisfactoria fue la formulada en 1923 por el químico danés Johannes Brönsted y paralelamente por el químico británico Thomas Lowry, que indica que los ácidos son sustancias capaces de ceder protones (iones hidrógeno) y las bases como sustancias capaces de aceptar dichos protones, por lo tanto no es necesaria la presencia de un medio acuoso. Según esta teoría, una reacción ácido-base es la transferencia de un protón de un ácido hacia una base. Una reacción acuosa que se produce entre un ácido y una base forma generalmente sal y agua, así:

Ácido + Base → Sal + Agua

CLASIFICACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES

Según el grado de ionización en solución acuosa, los ácidos y bases se clasifican como fuertes y débiles.

Teóricamente, los ácidos fuertes son los que se ionizan completamente en el agua, su concentración es igual a la concentración de iones hidrógeno a temperatura y presión constantes. En su mayoría son inorgánicos, tales como: ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido perclórico.

Las bases fuertes se disocian completamente en agua. Entre ellas se encuentran: hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de calcio.

Los ácidos débiles se ionizan levemente. Las disoluciones acuosas de éstos ácidos contienen moléculas de ácido no ionizadas. Entre éstos se encuentran el ácido fluorhídrico, el ácido acético, el ácido carbónico.

Las bases débiles también se disocian levemente y entre ellas encontramos hidróxido de amonio, hidracina.

CÁLCULO DEL CALOR DE NEUTRALIZACIÓN

Con la medida de la variación de temperatura del agua, podemos calcular el calor que esta cede (Q1). Como el sistema está cerrado, el calor cedido por el agua coincide con el tomado por el sistema (Q2 = -Q1)

…(CALOR CEDIDO)[pic 7]

m: masa de agua introducida en el calorímetro.

Ce: calor especifico del agua.

Ti: Temperatura inicial del agua (instantes antes de verterla en el calorímetro).

Tf: Temperatura final del agua = temperatura final del sistema

El calor absorbido por el sistema calorimétrico es +Q2 (el signo indica ganancia de energía):

…(CALOR ABSORBIDO)[pic 8]

Donde:

K: equivalente en agua del calorímetro.

T0: temperatura inicial del calorímetro.

Tf: temperatura final del sistema calorimétrico=temperatura final del agua.

Finalmente tendremos:

-Q1=+Q2

[pic 9]

- MATERIALES

- Probeta de 100ml: La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado de vidrio que permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada.

- Vaso de precipitado de 100ml y 50ml: es un recipiente cilíndrico de vidrio que se utiliza para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos y esta provistos de un labio reforzado que facilita el vertido de líquidos sin que se produzcan derrames

- Matraz Ermeleyer: El matraz Erlenmeyer es un recipiente de vidrio que se utiliza en los laboratorios, tiene forma de cono y tiene un cuello cilíndrico, es plano por la base. Se utiliza para calentar líquidos cuando hay peligro de pérdida por evaporación

- Propipeta: es un material de goma, creada especialmente para asegurar la transferencia de líquidos de todo tipo.

- Calorímetro: 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.

- Pipeta de 10ml: La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio