Informe Termo 2 62 1 2




Universidad Austral de Chile
Instituto de Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias










INFORME LABORATORIO N° 2
QUÍMICA FÍSICA EXPERIMENTAL
QUIM-155

“Termodinámica de la Ionización del Ácido Acético y los Ácidos Cloro Acéticos”








Profesor responsable: Elizabeth Rincon

Profesor colaborador: T. A. Bernardo Jara

Integrantes: Felipe Jelvez
Sebastián Méndez

Carrera:Química y Farmacia



TERMODINÁMICA DE LA IONIZACIÓN DEL ÁCIDO CLOROACÉTICO

Descripción y objetivo del experimento:
Determinar los efectos de la estructura del ácido tricloroacético en el equilibrio, discutir lo observado y calcular la energía libre, la entalpía y la entropía.
Calcular la constante de equilibrio a partir de la titulación de una alícuota del ácido tricloroacético conuna solución de hidróxido de sodio. El pH se mide con pHmetro.
Para la realización de los cálculos fue necesario ejecutar lo siguiente:
I) La solución de hidróxido de sodio a utilizar fue preparada a partir de 10g de NaOH sólido, agregándolo a un matraz aforado de 250ml y llenando éste hasta el aforo con agua estilada. Después se procede a titular esta base con una alícuota de 15ml de HCl1,057 M, y se determina la molaridad final del NaOH correspondiente a 1,0035 M
II) Con esta base se titula el ácido tricloroacético preparado a partir de 16,39g de esta sustancia sólida. Se agrega a un matraz aforado de 100ml y se procede a agregar agua destilada hasta el aforo. La molaridad del ácido tricloroacético es 1,0035 M.
III) Finalmente se mide el pH durante la titulación delácido después de agregar pequeñas porciones de NaOH hasta el punto final.
IV) Se realiza también la mezcla del ácido y de la base en un termo, midiéndose la t° de las sustancias antes de la mezcla y una vez mezcladas.











Datos:
Tabla ml NaOH/pH


ml NaOH
pH
0
1,30
5
1,34
10
1,61
11
1,69
12
1,79
13
1,95
13,5
2,03
14
2,16
14,2
2,23
14,4
2,3014,6
2,39
14,7
2,44
14,8
2,50
14,9
2,57
15
2,66
15,05
2,71
15,10
2,78
15,15
2,82
15,20
2,90
15,25
2,98
15,30
3,09
15,35
3,27
15,40
3,37
15,45
3,66
*15,50
4,56
15,55
7,57
15,60
10,31
15,65
10,75
15,70
10,99
15,8
11,27
15,9
11,45
16,0
11,57
16,5
11,91
17,0
12,07
18,0
12,29
*Punto de equivalencia

Tratamiento de Resultados:



1. Cálculo constante de equilibrio (Ka y concentración de ácido nodisociado
A partir del gráfico es posible calcular Ka. El ácido tricloroacético es un ácido débil, por lo tanto al momento de la neutralización ya se encuentra parcialmente disociado y la base reacciona con la fracción de ácido no disociado. Para obtener la cantidad de ácido no disociado se calculó la constante de ionización con el método de titulación media, hecho con NaOH 1,0035 M.
pH = pKa
El puntomedio corresponde a la mitad de mls necesarios del punto de equivalencia. Lo cual es ≈ 10ml de NaOH(ya que no se midio el pH de 8ml lo redondeamos a 10ml), por tanto:
pH = pKa = 1,61
Ka = 2,45 x 10-2
Ka= _[Cl3CCOO-] [H+]_
[Cl3CCOOH]
En la solución de ácido [H+] = [ClCH2COO-], por tanto Ka:
Ka= _[Cl3CCOO-] [Cl3CCOO-]_
[Cl3CCOOH] - [Cl3CCOO-]
Sabiendo que Ka = 2,45 x 10-2, [ClCH2COOH] =1,0035 M. Realizando la ecuación cuadrática:
[ClCH2COO-]2 + 2,45 x10-2 x [ClCH2COO-] – 2,46 x10-2 = 0
Con esto obtenemos que la cantidad de ácido disociado es:
[ClCH2COO-] = 0,1451 M
Por tanto, la cantidad de ácido no disociado es:
moles ácido tricloroacético – moles disociados = moles sin disociar
1,0035 M – 0,1451 M = 0, 8584 M



2. Cálculo de ∆H°
Se masó el ácido y la base y se midió lat° inicial de ambas sustancias.
NaOH: 51,49 g; 20 °C.
Cl3CCOOH: 53,81g ; 20,5°C
T° inicial promedio: 20,3 °C
Masa promedio: 105,3g.
Al realizarse la mezcla, la t° final fue de 27,8°C.
Con todo esto se puede calcular ∆H° de neutralización del ácido (∆H°NA), sabiendo que ∆H°NA = - q ; a presión constante.
q = mc∆T
qAgua = 105,3g x 1 cal/g°C x (27,8°C – 20,3°C)
qAgua = 789,75 cal
Este valor es...