Calores De Neutralizacion Y Solucion

CALORES DE NEUTRALIZACIÓN Y DE SOLUCIÓN

LABORATORIO No.3

MEDELLÍN
2011

OBJETIVOS

* Evaluar el calor de neutralización para las reacciones que involucran ácidos fuertes o débiles con bases fuertes o débiles en el vaso Dewar, el cual, junto con la mezcla resultante, absorbe el calor liberado por dichas reacciones.

* Calcular el calor de solución para varios solutos con elsolvente agua.

* Hacer aplicación de la ley de Hess sobre la adición de los calores de reacción para calcular el calor de disociación de ácidos ó bases débiles, teniendo en cuenta los calores de neutralización hallados previamente.

DATOS

Masa H2O Fría: 100g
Masa H2O Caliente: 100g
Temperatura H2O Fría: 24.7°C
Temperatura H2O Caliente: 61.8 °C
Temperatura final deequilibrio:45.1 °C

Calores de Neutralización Grupo Y

Ácidos y Bases | Vol.(ml) | Concentración(M) | Temperatura (oC) | Reacciones | Moles de Reactivo Límite | ∆H neut/mol(J.mol-1) H2Ofría | |
| | | Inicial | Final | | | | |
HNO3 | 25,0 | 0.8228 | 25.3 | 27.7 | NetaHNO3(ac) + NaOH(ac) →NaNO3(ac)+H2O(l) | 0.02057molHNO3 | - 61970.37 | |
NaOH | 100.0 | 0.2076 | 25.8 | | | | | |HCOOH | 25.0 | 0.7889 | 25.1 | 25.7 | NetaHCOOH + NaOH(ac) →NaHCO2(ac) + H2O(l)DisociaciónHCOOH(ac) ↔HCOO-(ac) + H3O+(ac) | 0.01972molHCOOH | -33110.1927 | |
NaOH | 100,0 | 0.2076 | 24.3 | | | | | |
H2SO4 | 25,0 | 0.6223 | 25.5 | 28.0 | Neta2OH-(ac) + H+(ac) + HSO4-(ac) → SO42-(ac) + 2H2O(l)DisociaciónHSO4-(ac) → SO42-(ac) + H+(ac) | 0.03017molNaOH | -65430.013 | |
NaOH | 100,0 |0.3017 | 24.2 | | | | | |

Densidad de la mezcla: ρMezcla = 1.00 g/cm3
Volumen de la mezcla: V Mezcla = 125,0 ml
Capacidad calorífica de la mezcla: Cp Mezcla = 4.185 J g-1oC-1

Calor de Solución

Soluto ySolvente | Masa(g) | Volumen(ml) | Temperatura (oC) | Reacción | ∆H sln/mol NH4Cl(s)(Jmol-1) |
| | | Inicial | Final | | |
NH4Cl(s) | 3.0178 | | 24.0 | 22.6 | NH4Cl(s) + 90H2O(l) → [NH4Cl 90H2O] | 11960.70 |
H2O(l) | 90 | 90 | | | | |
CALCULOS Y RESULTADOS

1. Determinación de la capacidad calorífica del Vaso Dewar

∆Ha. caliente + ∆Hdewar + ∆Ha. fría = 0

ma.calCp,agua ∆Tac + CP,dewar ∆Td + ma.friaCP,agua ∆Taf = 0

CP dewar = - ( ma.friaCP,agua ∆Taf + ma.calCp,agua ∆Tac ) / ∆Td

CP dewar = -[(100g)*(1cal/g.oC)*(20.4oC)+ (100g) *(1cal/g.oC)*(-16.7oC)] / (-16.7oC )

CpDewar = 22.15 cal oC-1

Se pasa a J. oC-1

CpDewar = 22.15caloC-1* 4.185 J / 1cal= 92.72 J. °C-1

2. Calores de Neutralización

∆Hneutralizacion + ∆Hdewar + ∆Hmezcla = 0
∆Hneutralizacion + CP,dewar ∆T + mmezclaCP,mezcla∆T = 0

∆Hneutralización = - ( CP,dewar ∆T + mmezclaCP,mezcla∆T )

El calor de neutralizaciónpor mol de agua formada es:

∆Hneutralización / mol de agua = [- ( CP,dewar ∆Td + mmezclaCP,mezcla∆T )] /mol de React. Lim.

Reactivo límite y moles de H2O formadas en cada reacción.

A) base fuerte con acido fuerte
HNO3(ac) + NaOH(ac) →NaNO3(ac)+H2O(l)

[Moles de compuesto] * (n moles H2O/ nmoles de compuesto) = moles H2O formadas

[(0.8228 mol HNO3/L)* 0.025L] *(1mol H2O/1mol HNO3)= 0.02057 mol H2O

[(0.2076 mol NaOH/L)* 0.1L] *(1mol H2O/1mol NaOH) = 0.02076 mol H2O

El reactivo límite es el HNO3 por que rinde menos moles de H2O

∆Hneutralización / mol de agua = [- (92.72 J. °C-1(27.7-25.8)°C + 125g *4.185 J.g-1°C-1(27.7-25.6)°C )] / 0.02057 mol

∆Hneutralización / mol de agua = - 61970.37 J. mol-1

B) base fuerte con acidodebil
HCOOH + NaOH(ac) →NaHCO2(ac)+ H2O(l)

[(0.7889 mol HCOOH/L)* 0.025L] *(1mol H2O/1mol HCOOH) = 0.01972 mol H2O

[(0.2076 mol NaOH/L)* 0.1L] *(1mol H2O/1mol NaOH) = 0.02076 mol H2O

El reactivo limite es el HCOOH por que rinde menos moles de H2O

∆Hneutralización / mol de agua = [- (92.72 J. °C-1(25.7-24.3)°C + 125g *4.185 J.g-1°C-1(25.7-24.7)°C )] / 0.01972 mol

∆Hneutralización / mol de agua = - 33110.1927 J....