Informe De Termodinamica Quimica

CALOR INTEGRAL DE SOLUCION
Informe de Termodinámica Química II
Universidad del Atlántico, Facultad de Ingeniería
Grupo 4
Fabio Arévalo, Fernando Miranda, Luis Alfaro, &
Pablo Santiago

OBJETIVO
* Determinar experimentalmente la curva de calor integral de solución para el sistema acido sulfúrico – agua.

PROCEDIMIENTO
Calibración del calorímetro
En esta práctica de laboratoriose utilizo un vaso Dewar y se llenó hasta alcanzar aproximadamente la mitad de su volumen (200ml) y se registro la temperatura de equilibrio. Luego se tomo un vaso de precipitado y se deposito ¼ del volumen (50ml) de agua depositado en el calorímetro y se calentó hasta una temperatura entre 3°C y 4°C por encima de la temperatura que se registro en el calorímetro. Se anoto la temperatura del aguaen el calorímetro y sin retirar el termómetro se agrego el agua caliente en el interior del vaso Dewar y se tomo el dato de la temperatura que alcanzo el sistema. Luego de descartar el agua se repitió este procedimiento dos veces más.

Determinación del calor integral de solución.

Después de finalizar la calibración, se destapo el calorímetro y se espero a que el sistema llegara a sutemperatura inicial. Posteriormente se agrego 1ml de acido sulfúrico utilizando una pipeta, se estaba pensado utilizar la jeringa pero debido a que no era la jeringa requerida se opto por utilizar una pipeta con su respectiva propipeta, luego se agito la solución y se anoto la temperatura alcanzada por el sistema. Por último se descarta la solución y se repite el procedimiento unas dos veces más.

DATOS- | Calibración 1 | Calibración 2 |
Volumen de agua en el calorímetro (ml) | 200 | 200 |
Temperatura inicial del agua en el calorímetro (°C) | 2,1 | 2,35 |
Volumen de agua caliente (ml) | 50 | 50 |
Temperatura del agua caliente (°C) | 4 | 4,6 |
Temperatura de equilibrio (°C) | 2,72 | 3 |
Tabla 1. Datos experimentales de calibración del calorímetro

Ensayo No. | 1 | 2 | 3 |Volumen del agua en el calorímetro (ml) | 200 | 200 | 200 |
Temperatura inicial del agua en el calorímetro (°C) | 2,65 | 2,5 | 3 |
Volumen de acido agregado | 1 | 0,5 | 0,5 |
Temperatura de equilibrio | 4 | 4,5 | 4,6 |
Tabla 2. Datos para la determinación del calor integral de solución.

MUESTRA DE CÁLCULOS
Experimentalmente se observa que la entalpía integral de solución ΔH, depende de T,P y (para una mezcla de dos componentes: un soluto y el solvente); esto es:
ΔHint= ΔH (T, P, n1 ,n2 )
La diferencia total de (1) es:

Para un proceso a T y P constantes,

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

ΔH1 y ΔH2 son los calores diferenciales o las entalpías molares parciales de solución del soluto y solvente respectivamente y son funciones de T, Py al composición de la solución.

RESULTADOS
A continuación se procede a determinar la calibración N°1 del calorimetro:
∆Esistema=Q0+W0=0=U0+Uf

Sabiendo que para los líquidos Cp = Cv
Densidad H2O (31°C) = 995,41Kg/m3 = 0,99541g/mL
V1=200L
n1=200L*0,99541gmL*1mol18,017g=11,049mol

Densidad H2O (33°C) =0,99476g/mL

V2=50mL

n2=50L*0,99476gmL*1mol18,017g=2,76mol

nCpH2O(Hot)T0-Tf+KTf-T0+nCpH2O (Cold)T0-Tf=0

2,76mol75,22Jmol*K1,28K+11,049mol75,22Jmol*K0,62K+K0,62=0
Despejando K de la ecuación anterior obtenemos:
K=1259,7JK
De la misma forma se obtiene K en la calibración N°2:

2,76mol75,22Jmol*K1,26K+11,049mol75,22Jmol*K0,65K+K0,65=0

K=1233,5JK

Realizando un promedio de los valores de K:

K=1259,7JK+1233,5JK2

K=1246,6JK
Determinación del calor integralde solución

Ensayo N°1
1mL SlnH2SO4=98mL100mL Sln*1,84g1mL*1mol H2SO498g H2SO4=0,0184mol H2SO4

200mL H2O=11,049molH2O

Qabsorbido=-Qcedido

Qabsorbido=-Qmezcla

nH2O Cp ∆T+nH2SO4 Cp ∆T+K ∆T=-Qcedido

Reemplazando los valores obtenidos en la experiencia y los valores teóricos respectivos en la ecuación:

-Qcedido=

11,049mol 75,22Jmol*K1,35K+0,0184mol139Jmol*K1,35K+1246,61,35K...