Introdicció a l'experimentacó en química física

[pic]





Aida Riera Pazos
Taquilla nº 24 b
GRUP B4
ÍNDEX

Pràctica individual: EXP. 2: Calor de neutralització pàg.3
Pràctica en parella: EXP. 17: Cinètica de reacció pàg.16
Bibliografiapàg.25


EXPERIMENT 2

CALOR DE NEUTRALITZACIÓ

Conceptes i objectius
En aquesta pràctica tractarem la calor de reacció. Volem determinar el calor integral de neutralització d’un àcid amb una base, per tant necessitem tenir prèviament mesurat la calor integral de dilució d’aquest àcid. Totes les calors les mesurarem en un procés totalment adiabàtic, per tant emprarem elcalorímetre adiabàtic.
[pic]


FONAMENT TEÒRIC
Les calors que tenen lloc en un determinat procés físico-químic les podem mesurar emprant un calorímetre. Com treballem amb un sistema líquid utilitzarem el calorímetre a pressió constant, això ens fa conèixer la relació de la calor amb la variació d’entalpia:
[pic]
Un calorímetre és un sistema adiabàtic, no deixa que es produeixiintercanvi de calor entre el sistema i el medi. Per tant el calor cedida o guanyada que hi pogués haver a la reacció es fa zero.
[pic]
· Si ΔHproc és positiu, tenim un procés endotèrmic i el sistema absorbirà calor del medi,cal esperar que la temperatura dels sistema adiabàtic baixi.

· Si ΔHproc és negatiu, tenim un procés exotèrmic i el sistema desprendrà calor, la temperatura del sistema adiabàticaugmentarà.

ΔH=0=ΔHprocés + ΔHescalfament

Aïllant termes:

-ΔHproc = ΔHesc

ΔHescalfament la podem mesurar amb la variació de la temperatura del sistema adiabàtic, tenint en compte que treballem a pressió constant (atmosfèrica).

[pic]

On Cp,i és la capacitat calorífica a pressió constant dels diferents components del sistema
cp.ila seva calor molar a pressió constant i ce,i la seva calor específica.

Si la variació de la temperatura no és molt gran, podem considerar aquesta integral en un interval petit; apliquem integrals:

[pic]

Si volem trobar l’ΔH del procés tenim:

[pic]
On ce,i és el calor específica de l’aigua pura [pic]
i Σm serà la massa total del sistema a cada prova.

El calorímetres ésun recipient de parets adiabàtiques,tal com ja hem comentat, amb un termòmetre que ens permet conèixer en tot moment la Tº al seu interior.
Però aquest calorímetre pot bescanviar una petita quantitat de calor amb el sistema.
Per tal de calcular les calors bescanviades pels processos que tenen lloc a dins del calorímetre, hem de saber quina quantitat de calor absorbeix el calorímetre a cadaexperiència.
Com treballem en dissolucions ens anirà bé saber la quantitat de calor que absorbeix en forma de grams d’aigua. Per fer-ho, necessitem saber els grams d’aigua que absorbeixen la mateixa calor que pot arribar a absorbir un calorímetre en contacte amb la dissolució. Aquesta dada és coneguda com l’equivalent en aigua del calorímetre.

Pel calorímetre del laboratori aquest equivalent enaigua val: [pic] estan calculats per a un volum t’entra 100 i 120ml (per tant haurem de treballar amb aquest volum dins del calorímetre per a poder utilitzar aquesta dada.).
[pic]

PROCEDIMENT EXPERIMENTAL
Per tal d’obtenir el nostre objectiu: la calor de neutralització, hem de tenir definides prèviament la concentració de l’àcid i el calor integral de dilució d’aquest mateix àcid.Dividim la pràctica en tres parts:

1.Determinació de la concentració de l’àcid concentrat
En un matràs aforat preparem 100ml de dissolució d’àcid clorhídric diluït a partir de 5ml d’àcid concentrat (introduïm 5ml d’HCl concentrat amb la pipeta aforada de 5ml i enrasem amb aigua destil·lada.).
Per trobar la concentració haurem de fer una valoració amb NaOH(prèviament estandaritzada.)....