Termoquimica practica

PRÀCTICA 1: TERMOQUÍMICA. DETERMINACIÓ EXPERIMENTAL DE CANVIS D’ENTALPIA I COMPROVACIÓ DE LA LLEI DE HESS

Objectiu: L’objectiu d’aquesta experiència és la determinació experimental dels canvis d’entalpia de reaccions químiques i de processos físics com ara els de dissolució, i així mateix, comprovar la llei de Hess.

INTRODUCCIÓ

Tota reacció química comporta el trencament d’uns enllaços(reactius) i la formació d’enllaços nous (productes), procés que comportarà una absorció o bé un alliberament d’energia generalment de forma de calor. Si l’energia que cal donar per trencar els enllaços dels reactius és superior a l’alliberada en la formació dels enllaços dels productes, el procés serà ENDOTÈRMIC, mentre que si succeeix el contrari el procés serà EXOTÈRMIC.
Definim la calor dereacció com la calor transferida en una reacció química realitzada a temperatura constant (generalment a 25ºC) i per quantitat de substància (mol). Si el procés té lloc a pressió constant, la calor de reacció coincideix amb el canvi d’entalpia (ΔH), i si té lloc a volum constant amb el canvi d’energia interna (ΔU); en condicions estandard (1 atm i 25ºC) el canvi d’entalpia se simbolitza ΔH0 igeneralment s’expressa en kJ/mol.
La mesura experimental de les variacions d’entalpies estandard de reacció implica que hem de definir el que per a nosaltres és el sistema reaccionant i el que és l’entorn, de tal manera que la calor transferida d’un a l’altre sigui factible de calcular.
En aquesta experiència haurem de determinar els canvis d’entalpia dels processos següents:

1. HCl(aq) +NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ΔH01

2. NaOH(s) → NaOH(aq) ΔH02

3. HCl(aq) + NaOH(s) → NaCl(aq) + H2O(l) ΔH03

I d’acord amb la llei de Hess (el canvi d’entalpia d’una reacció no depèn del camí que segueix la reacció, solament dels estats inicial i final) s’hauria de comprovar que:

ΔH03 = ΔH01 + ΔH02
PART EXPERIMENTAL

Material i reactius
• Calorímetres o vasos de precipitatsde 250 mL
• Termòmetres
• Provetes de 100 mL
• Balança de 0,1 g de sensibilitat
• Vidres de rellotge
• Àcid clorhídric 2 M
• Hidròxid de sodi 2 M
• Hidròxid de sodi en llenties
• Aigua destil·lada

Procediment

1. Determinació del canvi d’entalpia del procés 1.
Mesurem amb una proveta 100 mL d’àcid clorhídric 2 M, i en una altra proveta 100 mLd’hidròxid de sodi 2 M, submergim un termòmetre en cada proveta i anotem les temperatures inicials. En cas de no coincidir les temperatures es pren la mitjana com a temperatura inicial.
Mesurem així mateix la massa d’un vas de precipitats de 250 mL, hi col·loquem una de les dissolucions amb el termòmetre corresponent i hi aboquem l’altra dissolució. La temperatura començarà a pujar fins que s’assoleixiun valor màxim. Anotarem la temperatura màxima assolida (T final).



2. Determinació del canvi d’entalpia anterior amb un calorímetre.
Mesurem amb una proveta 100 mL d’àcid clorhídric 2 M, i en una altra proveta 100 mL d’hidròxid de sodi 2 M, submergim un termòmetre en cada proveta i anotem les temperatures inicials. En cas de no coincidir les temperatures es pren la mitjana com atemperatura inicial.
Aboquem les dues solucions dins el calorímetre i mesurem la temperatura final assolida. Els càlculs són similars als anteriors sense considerar la calor absorbida pel vidre.




3. Determinació del canvi d’entalpia del procés 2.
Mesurem 200 mL d’aigua amb una proveta i els col·loquem en un vas de precipitats de 250 mL de massa coneguda, en mesurem amb un termòmetre latemperatura inicial. Amb un vidre de rellotge prèviament tarat amb la balança, mesurem 8 g d’hidròxid de sodi sòlid (0,2 mols) i els aboquem dins del vas. Ho remenarem suaument (amb el mateix termòmetre) fins a dissolució total de l’hidròxid de sodi, i mesurarem la màxima temperatura assolida (T final).






4. Determinació del canvi d’entalpia del procés 3.
Mesurem 200 mL de...