calor de reaccion (1)
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8/18/2019 Calor de Reaccion (1)
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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
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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:
$
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]
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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(
+
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!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.
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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
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!aría "ernanda Candamil # $uan Camilo Cárdenas # %lexander &aena 'ovoa
Resultados y discusin
Conclusiones
Re'erencias