Patrones Termodinamicos

Determinación de los patrones termodinámicos y la constante de producto de solubilidad para una disolución de hidróxido de calcio [Ca (OH)2)] a diferentes temperaturas, empleando el método de titulación
Universidad Pedagógica Experimental Libertador
Instituto Pedagógico de Caracas

Resumen
En este estudio de laboratorio se montó un sistema de buretaje, donde se obtuvo una reacción deneutralización de forma controlada empleando el método de titulación, en este se utilizó azul de bromotimol como indicador, como agente titulante ácido nítrico y como muestra problema una concentración saturada de hidróxido de calcio. En este proceso se logró determinar las concentraciones de las muestras problema de hidróxido de calcio a diferentes temperaturas, siendo la primera temperatura a 25ºC ≈298 K empleada para el estudio de la disolución, ésta la poseyó el laboratorio al momento de realizar la práctica, donde la concentración de los iones OH- en la disolución fue de 1,80 mol⁄dm3, la solubilidad fue 0,90 mol/dm3, el Kps fue 2,916 ≈ 3, la entropía fue de 8,22 J/K mol, y la energía libre de Gibbs fue de -2650,25 J/mol. La segunda temperatura en la que se estudió la disolución fue aebullición a 84°C ≈ 357 K donde la concentración de los iones OH- en la disolución fue de 0,0145 mol/dm3, la solubilidad fue de 7,25 x 10-3 mol/dm3, el Kps fue de 1,52 x 10-6, la entropía fue de -111,88 J/K mol, la energía libre de Gibbs fue de 39743,88 J/mol y la entropía para las dos temperaturas fue de 0 J/mol concluyendo así que la experiencia realizada es exotérmica y espontanea para la primeratemperatura, y endotérmica y no espontanea para la segunda temperatura.

Introducción

En el estudio realizado para esta práctica se presenta un problema común en la preparación disoluciones, que es la dependencia de los cambios en la concentración y el producto de la solubilidad por efectos de la acción de la temperatura, igualmente unidas a ésta se encuentran las implicaciones fisicoquímicasrelacionadas con este estudio como son la entropía, entalpía y energía libre de Gibbs de una reacción.
Por ello se planteó el siguiente problema dentro de la práctica de laboratorio con el fin de dar solución a estos usuales casos, el cual fue, ¿Cuál es el valor de las variaciones de Entropía, Entalpía, Energía Libre de Gibbs y la constante de producto de solubilidad de la ionización delhidróxido de calcio a diferentes temperaturas?, esto teniendo como objetivo fundamental el de determinar las variaciones de Entropía, Entalpía, Energía Libre de Gibbs y la constante del producto de solubilidad de la ionización de una disolución saturada de hidróxido de calcio a diferentes temperaturas.
Para este estudio se empleó la técnica de titulación, permitiendo realizar un estudio cuantitativo deforma adecuada para la reacción de neutralización ácido-base que se llevó a cabo en la práctica, donde una disolución de concentración exactamente conocida, denominada disolución patrón, se agrega en forma gradual a otra disolución de concentración desconocida hasta que la reacción química entre las dos disoluciones se complete. Chang ( 2003).
Partiendo de esta técnica, se tomaron en cuenta lassiguientes variables de estudio: Como variable independiente disolución del hidróxido de calcio; como variable dependiente patrones termodinámicos, solubilidad; como variables intervinientes cantidad de solvente disuelto en la solución saturada, manejo del método de titulación y como variables controladas el volumen de las disoluciones.
Igualmente se tomó como hipótesis de estudio que si el Kpsteórico del Ca(OH)2 que ha sido reportado bajo temperaturas de 25° C, en la bibliografía comprende números por debajo de 1 bajo la expresión de X.10-6, de acuerdo con esto, al realizar la determinación experimental del Kps a la temperatura ambiente, se espera obtener igualmente números por debajo de 1 de igual expresión.

Materiales y Reactivos

Ácido nítrico, Solución saturada de Ca(OH)2,...