Calor A Presión Constante

TITULO: DETERMINACIÓN DE CALOR A PRESION CONSTANTE.

1. OBJETIVOS:
Determinar mediante calorimetría el calor a presión constante (qp = (H), de los siguientes procesos:
a) Calor de disolución del hidróxido sódico sólido en agua.
b) Calor de la reacción de neutralización de NaOH(aq) y HCl(aq).
c) Calor de disolución y neutralización simultáneamente: comprobar experimentalmente la Leyde Hess.

2. CAMPO DE APLICACIÓN.
Caracterización de procesos

3. FUNDAMENTO.
Todo proceso químico conlleva una absorción o un desprendimiento de energía como consecuencia de la rotura de unos enlaces en las sustancias reaccionantes y la formación de otros nuevos en los productos de reacción. Si se produce cesión de calor (energía térmica) desde el sistema reaccionante hacia losalrededores, la reacción es exotérmica. Si se absorbe calor por parte del sistema desde los alrededores, la reacción se denomina endotérmica. La energía, en forma de calor, puesta en juego en estos procesos se puede determinar de las siguientes maneras:

a) Mediante Calorimetría. El calorímetro es un sistema adiabático que permite determinar la cantidad de calor, q, que se absorbe o se desprende enuna reacción al introducir las sustancias reaccionantes en él. Por ejemplo, en una reacción exotérmica:
calor cedido en la reacción = calor ganado por la disolución + calor ganado por el calorímetro:
[pic]
qdisolución = m· Ce · (Tf - T0)
qabsorbido por el calorímetro = K· Ce · (Tf - T0)
Donde m = masa (g),
(T = variación de temperatura que se produce.
Ce = calor específico (cal/g ºC).
Enla mayoría de los casos, si las disoluciones no son muy concentradas, Ce se puede tomar como el del disolvente (en nuestro caso el agua).
Si el proceso se realiza a presión constante, como es el caso de la presente práctica, el calor puesto en juego en esa reacción, qp, también se llama variación de entalpía de la reacción, (H.
En el caso del calorímetro no se suele utilizar su propia masa ycalor específico sino que se calibra calculando su masa equivalente en agua, k: Se define como equivalente en agua del calorímetro, K, a la masa de agua, que para elevar su temperatura un grado centígrado, necesita la misma cantidad de calor que el calorímetro.

b) En función de los calores de formación. Se define entalpía estándar de formación ((Hf0), como el calor puesto en juego en elproceso de formación de un mol de un compuesto en estado estándar a partir de sus elementos en sus estados estándar a una presión de 1 atm. El superíndice "0" representa las condiciones del estado estándar (1 atm, actualmente la IUPAC recomienda 1 bar). A pesar de que el estado estándar no especifica una temperatura, generalmente se utilizan los valores de (Hf0 a 25 ºC. La entalpía estándar de unareacción, (Hr0, se puede calcular a partir de las entalpías de formación de los reaccionantes y de los productos:
(Hr0 = ((Hf0(productos) - ((Hf0(reaccionantes)
Ley de Hess. “La entalpía de una reacción química es la misma tanto si se verifica en una etapa como si se realiza en varias etapas.” La variación de entalpía del sistema depende únicamente de los estados inicial y final delsistema reaccionante y no de los posibles estados intermedios por los que pueda pasar dicho sistema.

4. MATERIALES Y MÉTODOS
Calorímetro, termómetro, probeta, NaOH sólido (lentejas) y las siguientes disoluciones: 500 mL de HCl 1M y 100 mL de NaOH 1M.

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
5.1.- Cálculo del equivalente en agua del calorímetro, K
Para determinar experimentalmente K, se toma una cantidadde agua de masa m (150 g) y se calienta en un vaso de precipitados hasta una temperatura Ti, superior a la temperatura ambiente (Ti(50-60ºC).
Previamente, se determina la temperatura inicial del calorímetro vacío, T0. Una vez determinada ésta, se introduce el agua caliente dentro del calorímetro y se espera hasta que se alcance la temperatura de equilibrio Tf , agitando, ocasionalmente, con el...