Calor de Reacción o Solución

Calor de Reacción o Solución
(Elena Ritschard*, Ana María Mansilla**)
*(Universidad de los Andes), (Departamento de Ciencias Biológicas) – (Facultad de Ciencias), (correo: ea.ritschard10@uniandes.edu.co)
**(Universidad de los Andes), (Departamento de Ciencias Biológicas) – (Facultad de Ciencias), (correo: am.mansilla348@uniandes.edu.co)
Resumen
El método de calorimetría adiabática permitedeterminar efectivamente el calor que es emitido por una reacción química exotérmica o absorbido por una endotérmica a presión constante. En este trabajo se empleó un calorímetro para determinar el cambio entálpico (calculado usando el calor de reacción y el cambio de temperatura) durante la reacción de una base fuerte con un ácido fuerte (ácido clorhídrico e hidróxido de sodio) y la disolución dedos sales en agua a temperatura ambiente (sulfato de magnesio y nitrato de potasio) antes y después de conectar una fuente de poder. Ya que el calorímetro empleado no fue perfecto y como consecuencia hubo pérdidas de calor inevitable se empleó el método de Dickinson para compensar las pérdidas y calcular el cambio en temperatura. Luego se pudo calcular la capacidad calorífica y el cambio deentalpía. Los resultados obtenidos para la reacción de ácido y base fuerte y la disolución de nitrato de plata tuvieron un error relativo porcentual mayor al 100% debido a posibles errores personales durante la práctica. La disolución del sulfato de magnesio obtuvo una entalpía de reacción positiva, contrario a lo que se esperaba, probablemente porque la sal usada no estaba deshidratada.
Palabrasclaves: calorimetría adiabática, reacciones endotérmicas, reacciones exotérmicas, calor de reacción.
1 Introducción
La calorimetría es una rama de la ciencia que estudia los cambios en parámetros de una reacción química con el fin de deducir el calor de reacción o la transferencia de calor producto de estos cambios. Las reacciones que se usan en la calorimetría se llevan a cabo en un calorímetro.En su versión ideal, un calorímetro previene la pérdida de calor del sistema, 1creando condiciones adiabáticas y en el caso de esta práctica, isocóricas. Esto quiere decir que toda la energía transferida del sistema al medio o del medio al sistema será en forma de calor (ver ecuación 1) y además como las condiciones son isobáricas ya que se llevan a cabo a presión atmosférica este calor dereacción es equivalente a la entalpía (ver ecuación 3).




La entalpía es una medida de la energía disponible en una reacción química en forma de calor a presión constante. Es la sumatoria de la energía interna (U) y la presión por el volumen (ver ecuación 2). Ya que estas tres son funciones de estado de un sistema, la entalpía lo es también, de modo que depende únicamente del estado actual delsistema y no como este llegó ahí 1
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Un cambio en la entalpía es producto de un cambio en la energía interna y en el producto del volumen y la presión.
Una reacción química puede ser de tipo endotérmico o exotérmico. En una reacción exotérmica el sistema (reacción) libera calor y por lo tanto, de acuerdo a la convención, su entalpía será negativa. En una reacción endotérmica el sistemaincorpora el calor proveniente del entorno y su entalpía será positiva. 1
1 Metodología
Se determinó el cambio térmico asociado a tres reacciones diferentes y se calculó la capacidad calorífica de cada sistema siguiendo los procedimientos a continuación. Entre cada subsección se lavó cuidadosamente el material utilizado con agua para evitar contaminaciones que pudieran alterar las reacciones.2 Serealizaron tres réplicas del procedimiento para cada reacción y se desarrolló el análisis con los datos promedio de las éstas.
1.1 Reacción ácido fuerte- base fuerte
Se adicionó al calorímetro 25 mL de NaOH 0.5N a temperatura ambiente y se cerró, procurando que el termómetro y la resistencia de calentamiento se encontraran bien sumergidos en la solución. Se leyeron las temperaturas cada 15...