calor de reaccion (1)

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  • 8/18/2019 Calor de Reaccion (1)

    1/5

    Determinación experimental del calor de reacción en

    solución

    Experimental determination of heats of reaction in solution

     Alexander Baena Novoa1, María Fernanda Candamil

    2, Juan Camilo Cárdenas

    3

    RESUMEN

    Palabras clave: 

    ABSTRACT

    Keywords: 

    Introduccin

    La inmensa mayoría de los procesos

    químicos transcurre con un intercambio de

    energía entre el sistema que reacciona y el

    medio. El estudio de estos intercambios de

    energía constituye el objeto de la

    termodinámica química. En gran parte de

    los casos la energía se intercambia

    únicamente en forma de calor y recibe el

    nombre de termoquímica la rama de la

    termodinámica que se ocupaexclusivamente de la energía caloríca

    asociada a un determinado cambio

    químico.

    Calor!"etro

    Un calorímetro consiste en esencia en un

    recipiente aislado t!rmicamente y lleno de

    agua en la cual se sumerge una cámara

    de reacci"n. En una reacci"n exot!rmica

    el calor generado se transmite al agua y la

    elevaci"n de temperatura resultante en

    !sta se lee mediante un term"metro

    sumergido en ella.

    Figura 1. Calorímetro isobárico. (Extraído de

    Escuela de Ingenierías Industriales – Uva)

    Calor de reaccin

    El calor de una reacci"n química  es el

    calor intercambiado en el curso de la

    reacci"n considerada o en un sentido

    más general es igual al cambio de

    entalpía del sistema cuando la reacci"n

    ocurre a presi"n constante. En general

    este calor de reacci"n depende no s"lo de

    la naturale#a química de cada producto y

    cada reactivo sino tambi!n de sus estados

    físicos.

    $$ Estudiante de ingeniería química. Universidad %acional de &olombia. &olombia. E'mail( )abaenan*unal.edu.co++ Estudiante de ingeniería química. Universidad %acional de &olombia. &olombia. E'mail( mfcanfamilb*unal.edu.co3, Estudiante de ingeniería química. Universidad Nacional de Colombia. Colombia. E-mail:

     [email protected]

     

    mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

  • 8/18/2019 Calor de Reaccion (1)

    2/5

    Determinación experimental del calor de reacción en solución

    Calor est#ndar de reaccin

    &on el n de uniformar la expresi"n de

    resultados y valores se )a )ec)o

    necesario denir un calor estándar de

    reacci"n que puede ser considerado como

    una propiedad característica de la

    reacci"n y a partir de la cual se puede

    calcular calores de reacci"n bajo otras

    condiciones. -e dene el calor estándar de

    reacci"n  como el cambio de entalpía

    resultante del proceso de la reacci"n bajo

    una presi"n de $ atm comen#ando y

    terminado con todos los materiales a la

    temperatura de +/&.

    Calor de neutrali$acin

    La neutrali#aci"n de soluciones acuosas

    diluidas de un ácido por medio de una

    soluci"n acuosa diluida de una base es un

    tipo particular de reacci"n química0 es una

    reacci"n de neutrali#aci"n.  La

    neutrali#aci"n de una soluci"n acuosa de

    1&l con una soluci"n de %a21 puede serrepresentada por la siguiente ecuaci"n(

     H 2

    S O4+2 NaO H (ac ) → N a2 S O4( ac )+2 H 2O( l)

    M%todos &ara la esti"acin de

    calores de reaccin

    3ara determinar el calor de reacci"n de

    una soluci"n se usan varios m!todos

    como( Ley de 1ess 4eacciones de

    formaci"n y calores de formaci"n pormedio de los calores de combusti"n y

    nalmente por medio de las capacidades

    calorícas.

    Ley de Hess La ley de 1ess dice que la

    variaci"n de Entalpía en una reacci"n

    química va ser la misma si esta se

    produce en una sola etapa o en varias

    etapas0 es decir que la suma de los 51 de

    cada etapa de la reacci"n nos dará un

    valor igual al 51 de la reacci"n cuando se

    reali#a en una sola etapa. -e usan

    movimientos matemáticos dependiendodel sentido de la reacci"n de la

    estequiometria necesaria para encontrar

    la reacci"n nal.

    Ejemplo0 1allar el calor de reacci"n de la

    siguiente reacci"n a partir de los calores

    de reacci"n estándar dados a

    continuaci"n(

    C 2 H 

    6+7

    2O

    2→2C O

    2+3 H 

    2O ∆ H r

    0=−1559.8 kJ /mo

    C +O2

    →C O2

    ∆ H r0=−393.5

      kJ 

    mol(r 2 )(3 )

     H 2+1

    2O

    2→H 

    2O∆H r

    0=−285.8

      kJ 

    mol (r 3 )(4 )

    2C +3  H 2→ C 2 H 6 ∆ H r0

    =? (r 4 )(5)

    Entonces la entalpia de reacci"n de r6 es

    la siguiente(

    ∆ H r0

    4=2∆ H r2

    0+3∆ H r30−∆ H r1

    0=−84.6   kJ mol

     [1]

    Reacción de Formación y Calores de

    Formación:  La reacci"n de formaci"n de

    un compuesto es aquella por la cual se

    forma dic)o compuesto a partir de sus

    constituyentes elementales en la forma en

    que se encuentra normalmente en la

    naturale#a. El cambio de entalpia asociado

    con la formaci"n de $ mol del compuesto

    a la temperatura y a presi"n de referencia

    es llamado calor estándar de formaci"n.

    Estos valores están tabulados. El calor

    estándar de reacci"n a partir de los

    calores estándar de formaci"n es(

     +

  • 8/18/2019 Calor de Reaccion (1)

    3/5

      !aría "ernanda Candamil # $uan Camilo Cárdenas # %lexander &aena 'ovoa

     ΔH r0=∑

    i=1

    n

    ν i∗ ΔH f 0[2]

    7onde νi es el coeciente

    estequiom!trico de la i'en!sima especie

    que participa en la reacci"n con signopositivo para los productos y signo

    negativo para los reactivos.

    E'ecto (oule: El efecto 8oule establece

    que la cantidad de energía caloríca 9:;

    producida por una corriente el!ctrica

    depende directamente de la potencia 93;

    disipada y del tiempo 9t; transcurrido.

  • 8/18/2019 Calor de Reaccion (1)

    4/5

    Pesar el biftalato de potasio en la balanza analítica.Adicionar el biftalato a un matraz aforado llevar a volumen.

    Pesar las perlas de NaOH en la balanza analítica.Llevar lo pesado a un vaso de precipitados y adicionar agua hasta concentración deseada.

    on el volumen usado calcular la concentración e!acta de la solución de NaOH."itular la solución hasta la tonalidad rosa claro.

    Llevar la solución de NaOH a una bureta.#n un #rlenmeyer poner la solución de biftalato y unas gotas de fenolftaleína.

    "omar el volumen de Hl $seg%n c&lculos' y llevar a ()) mlLlenar la bureta con NaOH

    Agregar ( gotas de fenoftaleina"omar una alícuota de *) mL del Hl diluido

    "omar el volumen"itular hasta el cambio de color

    +ealizar los calculos

    Adicionar ,))mL de agua al calorímetro.-antener agitación constante para

    "omar temperatura cada ) segundos.

    "omar la temperatura cada

    alentar el sistema durante

    ontrolar y anotar los valores de volta/e y ampera/e.0e/ar reposar el sistema po

    Agregar unas gotas de fenolftaleína al calorímetro.Adicionar solución de NaOH seg%n lo

    alentar el sistema durante ( minutos. *.( A. *1 2.+egistrar la temperatura cada *( segund

    -edir pH de la solución resultante."omar temperatura cada ) s

    "omar la temperatura cada ) segundos.0e/ar reposar el sistema por (

    Determinación experimental del calor de reacción en solución

    Estandari$acin del acido

    +eter"inacin de la constante del

    calor!"etro

    Reaccin de neutrali$acin

     6

  • 8/18/2019 Calor de Reaccion (1)

    5/5

      !aría "ernanda Candamil # $uan Camilo Cárdenas # %lexander &aena 'ovoa

    Resultados y discusin

    Conclusiones

    Re'erencias