Practicas quimica

SEP SNEST DGEST




INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO INTEGRAL 2

PRÁCTICA 2.1. CAPACIDAD CALORÍFICA, CALOR DE REACCIÓN, CALOR DE DISOLUCIÓN Y CALOR DE DILUCIÓN
PRÁCTICA 2.1. CAPACIDAD CALORÍFICA, CALOR DE REACCIÓN, CALOR DE DISOLUCIÓN Y CALOR DE DILUCIÓN

PRESENTA:

JULIOCESAR DÍAZ ALARCÓN
No. CONTROL 08280794

HERNÁNDEZ TORRES YANIN
No. CONTROL 08280119

PROFESOR:
DRA. MARTÍNEZ GALLEGOS MARÍA SONIA MIREYA

METEPEC, 29 DE AGOSTO DE 2012.

METEPEC, 29 DE AGOSTO DE 2012.

PRÁCTICA 2.1. CAPACIDAD CALORÍFICA, CALOR DE REACCIÓN, CALOR DE DISOLUCIÓN Y CALOR DE DILUCIÓN.

INTRODUCCIÓN

La Termoquímica es la parte de la Termodinámica que se ocupa delestudio de los cambios térmicos que se producen como consecuencia de las reacciones químicas sobre la base del Primer Principio de la Termodinámica.

La cantidad de calor puesta en juego en una reacción química depende del camino, pero cuando los procesos estudiados se producen a presión o a volumen constante, dichos cambios están perfectamente definidos, ya que en tales casos, la cantidad de calorabsorbida o desprendida por el sistema coincide, respectivamente, con la variación de la entalpia, ∆rH, o de energía interna de un sistema, ∆rU.

Si se lleva acabo una reacción química, la temperatura final es, generalmente, diferente a la inicial. Para restablecer la temperatura inicial del sistema debe fluir calor desde o hacia el medio. En el prime caso, se dice que la reacción es endotérmicay, en el segundo, exotérmica.

Se define calor de reacción, como el calor transferido entre el sistema y el medio de transformación completa de reactivos, a una temperatura y presión determinadas, en productos en las mismas condiciones de presión y temperatura.

Reactivos (T, P, V, ni) Productos (T, P, V´, nf) [1]

En estas condiciones se cumple, evidentemente:qreacción=qp=Hprod-Hreac=∆rH [2]

Esto es, el calor de la reacción corresponde a la variación de entalpia que se produce como consecuencia del proceso anterior.

Cuando en un sistema adiabático, como puede ser un calorímetro Dewar que contiene agua fría se introduce un cuerpo solido o una disolución calientes, el calor desprendido por éstos es absorbido por el resto del sistema, es decir,el agua fría, el calorímetro, el termómetro y, en su caso el agitador. Todos estos accesorios pueden sustituirse idealmente por una masa de agua que absorbe la misma cantidad de calor, mce=W, lo que se llama equivalentemente en agua y que es una constante para cada calorímetro.

La cantidad de calor y el cambio de temperatura se relacionan mediante:

q=mce∆T=nCp.m∆T [3]
Donde m es lamasa, n el numero de moles, ce el calor específico (1 cal ∙ g-1 ∙ K-1 para el agua), Cp.m la capacidad calorífica molar a presión constante y ∆T la diferencia entre las temperaturas final e inicial. De acuerdo con el Primer Principio, la suma de todos los calores intercambiados debe ser cero:

0iqi=0 [4]

Considerando el proceso de mezcla agua fría con agua caliente, se puedecalcular el equivalente en agua del calorímetro a partir de la ecuación [4], que ahora puede escribirse como:

qc+qf+qw=qc+qf+W∆T=0 [5]

Siendo qc el calor cedido por el agua caliente, qf el calor ganado por el agua fría y qw el calor absorbido por el calorímetro.

De forma similar, a partir de la ecuación [4] puede determinarse el calor de reacción de muchos procesos utilizando uncalorímetro Dewar, como, por ejemplo, las reacciones de neutralización ácido-base:

H+ + OH H2O [6]

Si la neutralización se lleva acabo en un calorímetro, el calor de reacción produce un cambio de la temperatura de la masa de reacción y del propio calorímetro. Conociendo el equivalente en agua del calorímetro se puede calcular dicho calor midiendo el cambio de temperatura....