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CALOR DE DISOLUCION. METODO CALORIMETRICO

OBJETIVO.- Determinar el calor de disoluci´n a diluci´n infinita de una sal en agua. o o APARATOS.- Vaso Dewar en el cual se introducen un agitador y un term´metro muy sensible. o TEORIA.- El proceso de disoluci´n de una sustancia suele ir acompa˜ ado de una absorci´n o desprendimiento o n o de calor que, referido a un mol de sustancia, se conocecon el nombre de ”calor molar de disoluci´n”. Sin embargo, o o esta magnitud no es constante sino que depende de la cantidad de disolvente y, por lo tanto, de la concentraci´n de la disoluci´n. Al disolver gradualmente una masa de sustancia en una cantidad de disolvente dada, la composici´n de la o o disoluci´n var´ desde la del disolvente puro hasta la de la disoluci´n final. La expresi´n: o ıa oo | se conoce como “Calor diferencial de disoluci´n”. o Sin embargo, es m´s interesante conocer la cantidad de calor absorbida o desprendida por mol de sustancia en el a proceso completo, es decir, cuando se disuelve toda la sustancia en la cantidad de disolvente elegida. A la cantidad de calor generada en estas condiciones se le llama “calor integral de disoluci´n”, y viene dado por: o ∂(∆H) }p,T· dn (2) ∂n o Como el calor integral de disoluci´n depende de la concentraci´n es preciso especificar ´sta. En la pr´ctica, supono o e a dremos que 0.5 M es una concentraci´n lo suficientemente baja como para suponer que nos encontramos en el l´ o ımite de diluci´n ∞. Por lo tanto, tanto para el calibrado como para la medida con la sustancia problemas usaremos los o o ıa o valores de la entalp´ dedisoluci´ a diluci´n infinita, ∆H ∞ , definida como la variaci´n de entalp´ en la disoluci´n de ıa o o un mol de soluto en una cantidad infinita de agua. En nuestro caso, como se trata de electrolitos, esta entalp´ ser´ ıa a un balance entre la entalp´ de ruptura de la red y las de hidrataci´n de aniones y cationes. ıa o ∆H = { METODO.- La experiencia consiste en diluir una masa conocida de sal enuna cantidad medida de agua y, a partir de la variaci´n de temperatura, determinar el calor integral de disoluci´n. Es preciso tener en cuenta que el o o calor´ ımetro, el term´metro y el agitador modifican tambi´n su temperatura, por lo que ser´ necesario determinar el o e a equivalente en agua del calor´ ımetro y sus accesorios. Esto se lleva a cabo mediante una determinaci´n previa con o o unasustancia cuyo calor de disoluci´n sea conocido; en nuestro caso utilizaremos ClNH4 de calor de disoluci´n 14.783 o KJ/mol a diluci´n infinita. o
n

∂(∆H) |p,T ∂n

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Las etapas a seguir son las siguientes: 1) Se prepara un tubo de vidrio de unos 20 cm de longitud cerrado por un extremo con un peque˜o tap´n. n o 2) En un pesasustancias se pesa una muestra de ClNH4 y se vierte cuidadosamenteuna porci´n en el tubo o preparado anteriormente. A continuaci´n se vuelve a pesar el pesasustancias con el resto de ClNH4 y se obtiene, por o diferencia, la masa m de ClNH4 utilizada. 3) Se calcula la cantidad de agua necesaria para obtener con la masa m una disoluci´n 0,5 molar y se deposita en o el calor´ ımetro. 4) A continuaci´n se introduce en el calor´ o ımetro el tubo de vidrio conteniendola sustancia de forma que ´sta e quede por debajo del nivel del l´ ıquido. Se introducen tambien en el ecalor’ımetro el term´metro y el agitador y se o cierra el calor´ ımetro. 5) Se agita para que el sistema se equilibre. Una vez equilibrado el sistema se mide la temperatura de equilibrio, o θ1 (para obtener esta temperatura se lee el term´metro a intervalos regulares de 30 segundos hasta que seobtengan tres lecturas constantes dentro de 0,1 o C. 6) Se introduce una varilla fina de vidrio en el tubo que contiene la sustancia y sujetando ´ste por su parte superior, e se golpea secamente el fondo del mismo hasta que salte el tap´n (hay que asegurarse que el tap´n se ha desprendido o o correctamente y que no queda sustancia en el tubo). o 7) Se agita para facilitar la disoluci´n de la sal...