Calor integral

UNIVERSIDAD NACIONAL
DEL CALLAO



INTRODUCCIÓN

En esta práctica determinaremos el calor integral y diferencial de solución del H2SO4 concentrado en una determinada cantidad de agua. En el desarrollo de esta notaremos como se va incrementando la temperatura del sistema al aumentar la concentración de la solución por la adición de acido sulfúrico concentrado, liberando calor, lo queindica que esta reacción corresponde a una reacción exotérmica. Además se verá como el calor integral de solución depende de la concentración del acido en agua, liberando cada vez más calor al aumentar la concentración de esta solución lo que indica el incremento de entalpia por la disolución de un mol de un soluto en una cantidad fija de un solvente puro determinado.


CALOR DE INTEGRAL O INTEGRALDE SOLUCION

OBJETIVOS
• Encontrar el calor diferencial del soluto y del solvente, en una solución.
• Demostrar a través de una grafica la dependencia del calor integral y el número de moles del solvente, de una solución.

MARCO TEORICO
CALOR DIFERENCIAL DE DISOLUCIÓN
Cuando se disuelve un mol de soluto, el calor absorbido o liberado no es una cantidad constante, sino que varía con laconcentración de la disolución. El calor absorbido o liberado por un mol de soluto en cualquier instante del proceso de disolución se denomina calor diferencial de disolución. El proceso de disolución de una sustancia suele ir acompañado de una absorción o desprendimiento de calor que, referido a un mol de sustancia. Sin embargo, esta magnitud no es constante sino que depende de la cantidad dedisolvente, por lo tanto, de la concentración de la disolución. Al disolver gradualmente una masa de sustancia en una cantidad de disolvente dada, la composición de la disolución varía desde la del disolvente puro hasta la de la disolución final.
La expresión:

Se conoce como “Calor diferencial de disolución”.

CALOR INTEGRAL DE DISOLUCIÓN
Se define como la variación de entalpía que se produceal disolver una determinada cantidad de soluto en cierta cantidad de disolvente. La variación total de calor, por mol de soluto, cuando la disolución se ha completado, es el calor integral de disolución. El calor integral de disolución varía con el número de moles de disolvente en los que se ha disuelto el soluto. Cuando el soluto se disuelve en una cantidad de disolución tan grande que cualquierdilución adicional no da lugar a ninguna variación de calor, se emplea el subíndice (aq) en la ecuación termoquímica.
Se denomina calor integral de solución al cambio de entalpía, cuando un mol de soluto se mezcla con una cantidad fija de solvente puro. Entonces el calor integral de solución está relacionado con la cantidad de solvente o corresponde a una concentración determinada.
Sinembargo, es más interesante conocer la cantidad de calor absorbida o desprendida por mol de sustancia en el 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 y viene dado por:

Se debe diferenciar el calor integral de solución de calor integral de dilución (este último es la variación deentalpía se solución cuando 1 mol de soluto se diluye con el mismo solvente puro de una concentración a otra y es igual a la diferencia de calor integrales de cada una de las concentraciones).
En el límite cuando la fracción molar del solvente tiende a 1 se tiene el calor integral del soluto a dilución infinita (ΔHinf) y es igual al calor absorbido por el sistema cuando un mol de soluto se disuelve enuna cantidad infinita de solvente a T y P constantes.
Experimentalmente se observa que la entalpía integral de solución ΔHinf, depende de T, P, n1 y n2 (para una mezcla de dos componentes: un soluto y el solvente); esto es:

La diferencia total es:

Para un proceso a T y P constantes:
Donde

En la termodinámica se demuestra que la ecuación es equivalente a:

, son...