CALORIMETRIA III – DETERMINACIÓN DEL CALOR DE REACCIÓN Y DEL CALOR DE FUSIÓN.

...

Calor de reacción + calor de dilución del HCl + calor de dilución del NaOH = Calor ganado por el agua + calor ganado por el calorímetro y el medioambiente.

Q(reacción) + Q(Dilución HCl) + Q(Dilución NaOH ) = mC(Tf-T1) +K(Tf-T1)

m= masa del agua del calorímetro

Kcalorimetro = 4.204 cal/⁰C

Cp del agua= 1 cal/gr.oC

C= calor especifico del agua

Tf= temperatura final de la Dilución

Los calores de las Dilución de HCl y del Na(OH) se toman de tablas.

Suponiendo que:

Q(Dilución HCl)= 49.7 cal

Q(Dilución Na(OH) )= 52.9 cal

Despejando la ecuación obtenida del balance de energía obtenemos:

Q(reacción)= mC(Tf-T1) +K(Tf-T1) - Q(Dilución HCl) - Q(Dilución Na(OH) )

Remplazando valores:

Q(reacción)= 100grx1 cal/gr.⁰C(23 – 18) ⁰C + 4.204 cal/⁰C(23 – 18) ⁰C + 49.7 cal + 52.9 cal

Q(reacción)= 623.63 cal

III.- Determinación del calor de fusión del hielo. [pic 9]

N0

VH20 inicial (ml)

VH20 final (ml)

TAGUA (OC)

Tfinal(0C)

1

150

170

20

12

m2 = masa del hielo

VH20 inicial = volumen del agua en calorímetro

VH20 final = volumen de agua en el calorímetro mas el volumen hielo fundido.

TE = TF (nota: la temperatura equilibrio en nuestra notación es lo mismo que escribir temperatura final).

El volumen de agua procedente del hielo fundido V2 se obtiene midiendo el volumen total de agua en el calorímetro VA, de manera que V2 = VA – V1. La masa del hielo se obtendrá teniendo en cuenta que la densidad del agua es 1gr/ml.

V2 =170 ml-150 ml

V2 =20 ml

El cálculo de HF = QF/m2 se lleva a cabo utilizando la expresión calorimétrica.[pic 10]

m1xCex(TE – T1 ) + CK.( TE – T1 ) + QF + m2.Ce.( TE – T2 ) = 0

Siendo Ce = 1.0 cal/gr oC y Ck la capacidad del calorímetro, obtenida en la primera parte de la practica.

QF = - m2.Ce.( TE – T2 ) - CK.( TE – T1 ) - m1xCex(TE – T1 )

QF = - 20grx1cal/gr OCX(12 – 20)OC – 4.204 Cal/O C(12 – 20) OC – 150grx1cal/gr OC(12 – 20) OC

QF = 1073.632 cal

Cuestionario:

1.- Calcular el calor de reacción utilizando los datos de las tablas y comparar su resultado con el obtenido experimentalmente. Escribir la reacción correctamente balanceada.

R.- CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2 (ac)

∆Horx= ∆Hof(Ca(OH)2) - ∆Hof(H2O) - ∆Hof(CaO)

∆Horx= -986.6 KJ/mol.K –(-285.8KJ/mol.K) – (-239.3KJ/mol.K) ∆Horx= -461.5 KJ/mol.K

[pic 11]

HCl (l) + NaOH(s) → NaCl(s) + H2O(l)

∆Horx= ∆Hof(NaCl) + ∆Hof(H2O) - ∆Hof(NaOH) - ∆Hof(HCl)

∆Horx= -411KJ/mol.K +(-285.8KJ/mol.K) –(-538.06 KJ/mol.K) –(-92.3KJ/mol.K) ∆Horx= -66.14KJ/mol.K

2.-Cree que se puede determinar los calores de solución sin consultar en tablas en forma experimental?

R.- Sí, es posible calcular experimentalmente los calores de dilución para diferentes compuestos tilizando el calorímetro.

3.-¿La reacción en cada caso es exotérmica o endotérmica?

R.-tanto la reacción del apagado de la cal viva, como la de neutralización del HCl con NaOH, son reacciones exotérmicas

4.- ¿Cuál de los valores calculados para el calor de reacción considera que es el más adecuado?

HCl (l) + NaOH(s) → NaCl(s) + H2O(l)

∆Horx= ∆Hof(NaCl) + ∆Hof(H2O) - ∆Hof(NaOH) - ∆Hof(HCl)

∆Horx= -411KJ/mol.K +(-285.8KJ/mol.K) –(-538.06 KJ/mol.K) –(-92.3KJ/mol.K) ∆Horx= -66.14KJ/mol.K

R.- El valor obtenido en la reacción de apagado de la cal viva, ya que es negativo, expresa que es una reacción exotérmica, donde se desprende calor del sistema hacia el medio.

6.- construir una tabla con los valores de todos los datos experimentales: volumen, masa y temperatura iniciales del agua templada(V1,m1,T1) y del hielo fundido(V2,m2,T2=0OC), y la temperatura de equilibrio Te.

Agua templada

Hielo fundido

V1(ml)

150

V2(ml)

20

m1(g)

150

m2(g)

20

T1(oC)

20

T2(oC)

0

Te(oC)

12

Te(oC)

12