Ingenieria

Laboratorio de Fisicoquímica I

Calor Integral y Diferencial de Solución

CALOR INTEGRAL Y DIFERENCIAL DE SOLUCIÓN
OBJETIVO
Determinar el calor integral y los calores diferenciales de las soluciones de
H2SO4 y NH4NO3 como fundones de concentración
FUNDAMENTO TEÓRICO
CALOR INTEGRAL Y DIFERENCIAL DE SOLUCIÓN
CALOR DIFERENCIAL DE DISOLUCIÓN.

Cuando se disuelve 1 mol de soluto, el calorabsorbido o liberado no es una
cantidad constante, sino que varía con la concentración de la disolución. El calor
absorbido o liberado por mol de soluto en cualquier instante del proceso de
disolución se denomina calor diferencial de disoluciónEl proceso de disolución de
una sustancia suele ir acompañado de una absorción o desprendimiento de calor
que, referido a un mol de sustancia. Sinembargo, esta magnitud no es constante
sino que depende de la cantidad de disolvente y, 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:
∂ (ΔH )
∂n

p ,T

Se conoce como “Calor diferencial dedisolución”.
CALOR INTEGRAL DE DISOLUCIÓN.

Se define como la variación de entalpía que se produce al 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 hadisuelto el soluto. Cuando el soluto se disuelve en
una cantidad de disolución tan grande que cualquier dilución adicional no da lugar
a ninguna variación de calor, se emplea el subíndice (aq) en la ecuación

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Calor Integral y Diferencial de Solución

termoquímica. El efecto térmico tan frecuentemente observado al mezclar ácido
sulfúrico con una grancantidad de agua puede representarse por la ecuación
Se denomina calor integral de solución al cambio de entalpía, cuando 1 mol de
soluto se mezcla con una cantidad fija de solvente puro. Entonces el calor integral
de solución esta relacionado con la cantidad de solvente o corresponde a una
concentración determinada.
Sin embargo, es más interesante conocer la cantidad de calor absorbida odesprendida 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:
∂ (ΔH )
} p ,T dT
∂n
0
n

ΔH = {∫

Se debe diferenciar el calor integral de solución de calor integral de dilución (este
ultimo es la variación de entalpía se solución cuando 1 mol desoluto se diluye con
el mismo solvente puro de una concentración a otra y es igual a la diferencia de
calore integrales de cada una de las concentraciones).
En el limite cuando la fracción molar del solvente tiende a 1 se tiene el calor
integral del soluto a dilución infinita ( Δ H α ) y es igual al calor absorbido por el
int
sistema cuando un mol de soluto se disuelve en una cantidadinfinita de solvente a
T y P constantes.
Experimentalmente se observa que la entalpía integral de solución Δ H int ,
depende de T, P n1 y n 2 ( para una mezcla de dos componentes: un soluto y el
solvente ); esto es:

Δ H int = Δ H int ( T, P, n1 , n 2 )
La diferencia total de (1) es:
d Δ H int =

⎛ ∂ΔH int
⎛ ∂ΔH int ⎞
⎛ ∂ΔH int ⎞
⎜
⎟dt + ⎜
⎟dP + ⎜
⎜ ∂n
⎝ ∂T ⎠
⎝ ∂P ⎠
1
⎝

Para unproceso a T y P constantes:

⎞
⎛ ∂ΔH int
⎟
dn1 + ⎜
⎟
⎜ ∂n
2
⎠ T , P ,n21
⎝

⎞
⎟
dn 2
⎟
⎠ T , P ,n1

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⎛ ∂ΔH int
⎜
⎜ ∂n
1
⎝

d Δ H int =

Calor Integral y Diferencial de Solución
⎞
⎛ ∂ΔH int
⎟
dn1 + ⎜
⎟
⎜ ∂n
2
⎠ T , P ,n21
⎝

d Δ H int =

⎞
⎟
dn 2
⎟
⎠ T , P ,n1

ΔH 1 dn1 + ΔH 2 dn 2

Donde:
⎛ ∂ΔH int
ΔH 1 = ⎜
⎜ ∂n
1...