termoquimica

PRÁCTICA-1
TERMOQUÍMICA

FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA
En esta experiencia vamos a medir la cantidad de calor que se absorbe o se desprende en reacciones que tienen lugar en disolución acuosa. Para ello vamos a utilizar un calorímetro que es un vaso aislado térmicamente provisto de una tapadera a través de la cual se inserta un termómetro. La tapadera no cierra herméticamente a fin de que elcontenido del vaso esté a presión constante (véase la figura). La cantidad de calor asociada a las reacciones químicas y a los cambios físicos se establece midiendo los cambios de temperatura de la disolución. Realizaremos los siguientes ensayos:
1.- Determinación experimental de la capacidad calorífica (o equivalente calorífico en agua) del calorímetro.
2.- Determinación experimental de lacantidad de calor desprendido en reacciones de neutralización:
- Neutralización de una disolución acuosa de ácido clorhídrico con otra de hidróxido de sodio.
- Neutralización de una disolución acuosa de ácido acético con otra de hidróxido de sodio.
- Neutralización de una disolución acuosa de ácido clorhídrico con otra de amoniaco.
3.- Determinación de la cantidad de calor absorbido al disolvercloruro de amonio sólido en agua.
4.- Finalmente utilizaremos algunos de los datos experimentales obtenidos para calcular, aplicando la ley de Hess, la cantidad de calor absorbida o desprendida en la reacción de descomposición del cloruro de amonio:
NH4Cl(s) → NH3(g) + HCl(g)


Calorímetro para medir el flujo de calor a presión constante
MATERIAL Y REACTIVOS
Material
Reactivos
CalorímetroTermómetro
Placa calefactora
Probeta
2 vasos de precipitados
Hidróxido de sodio (NaOH)ac, 3 M
Ácido clorhídrico (HCl)ac, 3 M
Ácido acético (CH3COOH)ac, 3 M.
Amoniaco (NH3)ac, 3 M
Cloruro de amonio (NH4Cl)s

MÉTODO EXPERIMENTAL
Cuando se lleva a cabo una reacción exotérmica en un calorímetro el calor liberado en la reacción es absorbido parte por el agua (elevándose su temperatura) yparte por las paredes del calorímetro. La cantidad de calor que absorbe el calorímetro se expresa como su capacidad calorífica o equivalente de agua, eqc. Esto se refiere a la cantidad de agua que absorbería la misma cantidad de calor que el calorímetro por el cambio en un grado de temperatura. El equivalente de agua de un calorímetro se determina experimentalmente y su valor es una constante paratodos los experimentos efectuados en el calorímetro.
1.- DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORÍMETRO.
Medir con una probeta 100 mL de agua a temperatura ambiente y verterlos en un vaso de precipitados. Anotar dicha temperatura, Tf, y añadir el agua al calorímetro. Calentar en un vaso de precipitados otros 100 mL de agua hasta una temperatura Tc, aproximadamente treintagrados por encima de la anterior, apuntar la temperatura y añadirlos al calorímetro. Anotar el tiempo y agitar suavemente el calorímetro con movimientos circulares. Apuntar los valores de temperatura a intervalos de un minuto durante cinco minutos.
Representar gráficamente las temperaturas obtenidas frente al tiempo, ajustando los puntos obtenidos a una línea recta. Para determinar latemperatura de la disolución To en el instante de la mezcla (t = 0), hay que extrapolar a tiempo cero.

El calor ganado por las paredes del calorímetro viene dado por:

La cantidad de calor transferida se expresa en función de la cantidad de agua, m, el cambio de temperatura, ΔT y el calor específico del agua, c. El calor específico de una sustancia se define como la cantidad de calor necesaria paraelevar la temperatura de 1 gramo de dicha sustancia en 1K (o en 1°C). Se expresa en J/K·g o en cal/K·g. Para el agua, cagua = 1 cal/g·K = 4,184 J/g·K. Por tanto,


De donde la capacidad calorífica del calorímetro, o equivalente calorífico en agua del calorímetro viene dado por:

donde To se ha determinado gráficamente.

2.- DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE CALORES DE NEUTRALIZACIÓN....