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7/26/2019 P1-Termoquimica (1).doc
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Prctica 1. Termoqumica I-1
PRCTICA-1
TERMOQUMICA
FUNDAMENTO DE LA PRCTICA
En esta experiencia vamos a medir la cantidad de calor que se absorbe o se
desprende en reacciones que tienen lugar en disolucin acuosa. Para ello vamos a
utilizar un calormetro que es un vaso aislado trmicamente provisto de una
tapadera a travs de la cual se inserta un termmetro. La tapadera no cierra
hermticamente a n de que el contenido del vaso est a presin constante !vase la
gura". La cantidad de calor asociada a las reacciones qu#micas $ a los cambios
%#sicos se establece midiendo los cambios de temperatura de la disolucin.
&ealizaremos los siguientes ensa$os'
1.- (eterminacin experimental de la capacidad calor#ca !o equivalente calor#co en
agua" del calor#metro.
).- (eterminacin experimental de la cantidad de calor desprendido en reacciones de
neutralizacin'
- *eutralizacin de una disolucin acuosa de +cido clorh#drico con otra de
hidrxido de sodio.- *eutralizacin de una disolucin acuosa de +cido actico con otra de hidrxido
de sodio.
- *eutralizacin de una disolucin acuosa de +cido clorh#drico con otra de
amoniaco.
,.- (eterminacin de la cantidad de calor absorbido al disolver cloruro de amonio
slido en agua.
.- inalmente utilizaremos algunos de los datos experimentales obtenidos para
calcular/ aplicando la le$ de 0ess/ la cantidad de calor absorbida o desprendida en lareaccin de descomposicin del cloruro de amonio'
*0l!s"2 *0,!g"3 0l!g"
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Prctica 1. Termoqumica I-)
alor#metropara medir el 4u5o de calor a presin constante
MATERIAL Y REACTIVOS
Material Reactiv!alor#metro
6ermmetro
Placa cale%actora
Probeta
) vasos de precipitados
0idrxido de sodio !*a70"ac/ , 8
9cido clorh#drico !0l"ac/ , 8
9cido actico !0,770"ac/ , 8.
:moniaco !*0,"ac/ , 8
loruro de amonio !*0l"s
M"TODO E#PERIMENTAL
uando se lleva a cabo una reaccin exotrmica en un calor#metro el calor
liberado en la reaccin es absorbido partepor el agua !elev+ndose su temperatura" $
parte por las paredes del calor#metro. La cantidad de calor que absorbe el
calor#metro se expresa como su ca$aci%a% calr&'cao e()ivale*te %e a+)a/ eqc.
Esto se reere a la cantidad de agua que absorber#a la misma cantidad de calor que
el calor#metro por el cambio en un grado de temperatura. El equivalente de agua de
un calor#metro se determina experimentalmente $ su valor es una constante para
todos los experimentos e%ectuados en el calor#metro.
1.- DETERMINACIN E!ERIMENTA" DE "A CA!ACIDAD CA"#R$%ICA DE"
CA"#R$METR#.
8edir con una probeta 1;; mL de agua a temperatura ambiente $ verterlos en
un vaso de precipitados. :notar dicha temperatura/ 6%/ $ a
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Prctica 1. Termoqumica I-,
Re$re!e*tar +r,'cae*te la! te$erat)ra! .te*i%a! /re*te al
tie$0 a)!ta*% l! $)*t! .te*i%! a )*a l&*ea recta2 Para %eteri*ar
la te$erat)ra %e la %i!l)ci3* Te* el i*!ta*te %e la e4cla 5t 6 780 9a:
()e e;tra$lar a tie$ cer2
28,6
28,8
29
29,2
0 1 2 3 4 5 6 t min
T C
mezcla
momento de
la mezcla,To
El calor ganado por las paredes del calor#metro viene dado por'
fraaguaelporganadocalienteaguaelporcedidoocalormetrelporganado qqq =
La ca*ti%a% %e calr tra*!/eri%ase expresa en %uncin de la cantidad de agua/ m/
el cambio de temperatura/&T$ el calor espec#co del agua/ c. El calor espec#co de
una sustancia se dene como la cantidad de calor necesaria para elevar la
temperatura de 1 gramo de dicha sustancia en 1= !o en 1>". ?e expresa en @A=Bg o
en calA=Bg. Para el agua/ ca'uaC 1 cal/gK = 4,184 J/gK.Por tanto/
"! ocalienteaguaaguacalienteaguacalienteaguacedido TTcmq =
"! friaaguaoaguafriaaguafraaguaganado TTcmq =
(e donde la capacidad calor(ca del calormetro/ o equivalente calor#co en
agua del calor#metro viene dado por'
fraaguao
ocalormetrelporganado
cTT
qeq
=
donde Tose ha determinado gr+camente.
).- DETERMINACIN E!ERIMENTA" DE CA"#RE* DE NE+TRA"I,ACIN. REACCI#NE*
A !RE*IN C#N*TANTE.
uando se lleva a cabo una reaccin de neutralizacin en un calor#metro
mezclando una disolucin de un +cido con otra de una base/ el calor liberado en la
reaccin de neutralizacin es absorbido por el agua !que aumenta su temperatura" $
por las paredes del calor#metro.
)()( aguaelganaquecalordecantidadocalormetrelganaquecalordecantidadHqr +==
TmcTeqHq cr +==
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Prctica 1. Termoqumica I-
).1.- Reaccin de neutraliacin de un /cido 0uerte por una base 0uerte
- 8edir D; mL de una disolucin de hidrxido de sodio ,8 $ anotar su temperatura.
- 8edir D; mL de una disolucin de +cido clorh#drico ,8 $ anotar su temperatura.
- :
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Prctica 1. Termoqumica I-D
- &ealizar la gr+ca Tt$ extrapolar/ el tramo recto/ a tiempo cero para determinar
6o.
- alcular el calor de disolucin en =@Amol/
*0l!s" 3 0)7!l" 2 *03!ac" 3 l!ac"
4.-A!"ICACIN DE "A "E5 DE 6E** !ARA CA"C+"AR &6 !ARA "A REACCIN DE
DE*C#M!#*ICIN DE" C"#R+R# DE AM#NI#
*0l!s" 2 *0,!g" 3 0l!g"
(atos necesarios'
:1' Falor experimental de G0 determinado para' *0,!ac"3 0l!ac" 2 *03!ac" 3 l!ac"
!apartado ).,"
:)' Falor experimental de G0 determinado para' *0l!s"3 0)7!l"2 *03!ac"3 l!ac"
!apartado ,"
:,' G0,C -,.H; @Amol/ para' *0,!g"3 0)7!l" 2 *0,!ac"
:' G0C -D.1; @Amol/ para' 0l!g"3 0)7!l" 2 0l!ac"
NRE=J J
J J J J J J J J J
C,lc)l! : +r,'ca! %e la $r,ctica %e Ter()&ica
12- DETERMINACI?N DE LA CAPACIDAD CALORFICA DEL CALORMETRO
F!agua %r#a"C mLT5a+)a /r&a8C T/C>
F!agua caliente"CmL
T5a+)a calie*te8C TcC>
6!1 minuto" C 6!) minuto" C
6!, minuto" C 6! minuto" C
6!D minuto" C T@C
qcedidoC !mcaliente"!ce"!6c-T"
K
CqganadoC !m%r#o"!ce"!T-6%"KC
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Prctica 1. Termoqumica I-H
qcalor#metroC qcedido !agua"- qganado !agua"C
e(cC qcalor#metroA!T-6%"KC
@To' 6emperatura determinada gr+camente. alor espec#co del agua' ceC 1
calAgB=
2- DETERMINACI?N DE ENTALPAS DE NEUTRALIBACI?N
212- Reacci3* %e *e)trali4aci3* %e NaO5ac8c* Cl5ac8
Escriba la reaccin de neutraliacin7
F*a70C mL6*a70 C>
F0lCmL 60l C >
6!1 minuto" C 6!) minuto" C
6!, minuto" C 6! minuto" C
6!D minuto" C TC !Ti"K C
qabs.mezclaC m ce!6o-6i"C
qabs.calor#metroC eqc!6o-6i"C
0neutralizacinC -!qabs.mezcla3 qabs.calor#metro"C
8oles de *al %ormados C
0neutralizacin!en =@Amol" CK6iC !6*a703 60l"A) cecagua /1M @AgB =
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Prctica 1. Termoqumica I-
22- Reacci3* %e *e)trali4aci3* %e NaO5ac8c* AcO5ac8
Escriba la reaccin de neutraliacin7
F*a70CmL
6*a70 C>
F:c70CmL
6:c70 C>
6!1 minuto" C 6!) minuto" C
6!, minuto" C 6! minuto" C
6!D minuto" C TC !Ti"K C
qabs.mezclaC m ce!6o-6i"C
qabs.calor#metroC eqc!6o-6i"C
0neutralizacinC -!qabs.mezcla3 qabs.calor#metro"C
8oles de *a:c %ormados C
0neutralizacin !en =@Amol" C
K6iC !6*a703 6:c70"A)
22- Reacci3* %e *e)trali4aci3* %e Cl5ac8c* N5ac8
Escriba la reaccin de neutraliacin7
F*0,CmL
6*0, C>
F0lC mL 60l C >
6!1 minuto" C 6!) minuto" C
6!, minuto" C 6! minuto" C
6!D minuto" C TC )A"! , !l"i TTT += 6
qabs.mezclaC m ce!T-Ti"C
qabs.calor#metroC eqc!T-Ti"C
0reaccinC - !qabs.mezcla3 qabs.calor#metro"C
moles de *0l %ormados C
0reaccin !en =@Amol" C
2- DETERMINACI?N DE LA ENTALPA DE DISOLUCI?N DEL CLORURO DEAMONIO
Escriba la reaccin de disolucin7
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Prctica 1. Termoqumica I-M
8asa!*0l"C g FaguaC mL 6agua C >
6!1 minuto" C 6!) minuto" C
6!, minuto" C 6! minuto" C
6!D minuto" C T
C Ti66aguaC
qabs.mezclaC m!*0l 3 agua"ce!T-Ti"C cecagua /1M @AgB=
qabs.calor#metroC eqc!T-Ti"C
0disolucinC - !qabs.mezcla3 qabs.calor#metro"C
8oles de *0l C
0disolucin!en =@Amol" C
2- APLICACI?N DE LA LEY DE ESS PARA CALCULAR rPARA LA REACCI?N=
NCl5!8 G N5+8H Cl5+8
Escriba las ecuaciones termoqu#micas correspondientes $ calcule/ de manera razonada/el valor de r.
Ec)aci*e! ter()&ica! !=@Amol"
:1'
:)'
:,'
:'
reacci3*
FUNDAMENTO TE?RICO
Las reacciones qu#micas van acompa
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Prctica 1. Termoqumica I-O
presin constante9 qp/ se denominada entalpa/ 62 Por convenio el calor
absorbido por el sistema tiene valor positivo $ el liberado valor negativo. Por tanto
Para reacciones endotrmicas' G0 C qp ;
Para reacciones exotrmicas' G0 C qpQ ;
En el laboratorio para medir el calor absorbido o desprendido en una reaccin
qu#mica se utiliza un recipiente llamado calormetro. Para las reacciones que tienen
lugar a presin constante se usa un calor#metro %ormado por un vaso aislado
trmicamente !vaso (eRar". Este tipo de calor#metro es Ntil para medir la cantidad
de calor que se desprende en reacciones que tienen lugar en disolucin acuosa tales
como reacciones de neutralizacin +cido-base $ calores de disolucin. 8idiendo los
cambios de temperaturade la disolucin se puede establecer la cantidad de calor
asociado a la reaccin qu#mica. Los cambios de temperatura dependen de la
capacidad calor#ca del calor#metro $ de la capacidad calor#ca del agua !o de su
calor espec#co".
Ca$aci%a% calr&'ca : calr e!$ec&'c
uando se calienta una sustancia/ si sta no experimenta ningNn cambio %#sico
ni reaccin qu#mica/ su temperatura se eleva. El cambio de temperatura
experimentado depende de la capacidad calor#ca de dicha sustancia. "a capacidad
calor(ca de una sustancia9 C9 se de(ne como la cantidad de calornecesaria para ele8ar su temperatura en 1:!o 1>". ?i est+ involucrado 1 mol
de sustancia se conoce como ca$aci%a% calr&'ca lar/ !/que se expresa en
@A=.mol. La capacidad calor#ca de 1 g de una sustancia es su capacidad calor#ca
espec#ca o calr e!$ec&'c/ c. uanto ma$or es la capacidad calor#ca de una
sustancia/ m+s calor se necesita para producir una elevacin de temperatura dada.
antidad de calor trans%erido C !capacidad calor#ca" x !cambio de temperatura"
TmcTnCTCq mpp ===
La cantidad de energ#a calor#ca que ha$ que suministrar a 1g de agua para
elevar su temperatura 1 = !o 1 >" es de /1M @.
El calor espec#co es una magnitud mu$ importante en 6ermoqu#mica/ $a que
si se conoce su valor $ la cantidad de sustancia se puede determinar el calor
absorbido o liberado en un proceso sin m+s que medir el cambio de temperatura.
Le: %e e!!
La le$ de 0ess establece que el cambio de entalp#a !o de energ#a interna" para
una reaccin qu#mica es el mismo/ tanto si la reaccin se e%ectNa en un paso o en
una serie de pasos. Esto concuerda con el hecho de que la entalp#a $ la energ#a
interna son %unciones de estado. omo G0 C qp !a PCcte." $ GE C qv !a FCcte."
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7/26/2019 P1-Termoquimica (1).doc
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Prctica 1. Termoqumica I-1;
midiendo el calor absorbido o liberado en una reaccin qu#mica se pueden
determinar los valores de entalp#a $ de energ#a interna. La le$ de 0ess es
especialmente Ntil para calcular cambios de entalp#a para reacciones en las que
resulta di%#cil su determinacin experimental. Feamos un e5emplo'
La entalp#a de combustin del carbono para dar dixido de carbono es de -,OD/D S@Amol/ $ la
entalp#a de combustin del monxido de carbono para dar dixido de carbono es de -)M,/;
S@Amol. alcular la entalp#a de combustin de carbono para dar lugar a monxido de carbono.
!a" !s" 3 7)!g" 2 7)!g" G0aoC -,O,/D S@Amol!b" 7!g" 3 T 7)!g" 2 7)!g" G0boC -)M,/; S@Amol!c" !s" 3 T7)!g" 2 7!g" UG0coV
:comodamos las reacciones !a" $ !b" para obtener una ecuacin termoqu#mica igual a !c"'
!a" !s" 3 7)!g" 2 7)!g" G0aC -,O,/D S@Amol!-b" 7)!g" 2 7!g" 3 T 7)!g" G0bC 3)M,/; S@Amol
!s" 3 T7)!g" 2 7!g" G0oC -11;/D S@Amol
omo la variacin de entalp#a de una reaccin qu#mica depende de la P/ 6 $
cantidad de materia/ resulta Ntil especicar unas condiciones est+ndar de re%erencia.
La entalp#a est+ndar de una reaccin/ &6o/ es la variacin de entalp#a de dicha
reaccin cuando todos los reactivos $ productos est+n en su estado est+ndar. Wna
sustancia est+ en su estado est+ndar cuando se encuentra a una P C 1 atm $ a una 6
especicada que/ normalmente se escoge como )D >.?i se trata de sustancias en
disolucin se reere a una concentracin 18. La entalp#a est+ndar de %ormacin de
un compuesto/ ofH / es el cambio de entalpa cuando se 0orma 1 mol del
compuesto a partir de sus elementos en su 0orma m/s estable en
condiciones est/ndar. !or de(nicin la ofH de la 8ariedad m/s estable de
un elemento en su estado est/ndar es cero.
El cambio de entalp#a est+ndar de cualquier reaccin se puede calcular
%+cilmente a partir de las entalp#as est+ndar de %ormacin de los reactivos $
productos de la reaccin'
= "!"! reacti#onproducto$n o
fof
or