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OBJETIVO: ● Determinar el tipo de reacción (Endotérmica – Exotérmica) de algunas reacciones químicas. ● Calcular el calor de reacción a partir de las entalpías de formación de las especies involucradas de cada una de las experiencias. INTRODUCCIÓN La termoquímica es una rama fundamental de la química que se dedica al estudio de la relación entre la energía y las reacciones químicas. En su esencia, se centra en entender cómo las reacciones químicas involucran cambios en la energía, en particular, cambios en la energía interna de un sistema. Estos cambios de energía se manifiestan típicamente en forma de calor, y la termoquímica se encarga de cuantificar estas transferencias de calor, así como de comprender las implicaciones de estos procesos en la estabilidad, la espontaneidad y las condiciones de reacción. DIAGRAMA DE FLUJO A BLOQUES
- Agregar el ácido al agua, resbalando lentamente el líquido por las paredes, introducir el tubo con ampolla a la mezcla de ácido y agua, cuidando de mantener alejada la cara y el pelo acercar un cerillo encendedor prendido a la boca del tubo. Observe.
- Mover el tubo con ampolla lentamente por el líquido para favorecer el mezclado del ácido y el agua. Saque el tubo de la mezcla ácido – agua y observe, vuelva a introducir el tubo con ampolla y observe.
- Tomar nota de todas las observaciones hechas durante el proceso.
- Desechar la mezcla en los recipientes señalados por el profesor y proceda a lavar todo el material que estuvo en contacto con el ácido. Experiencia 2.
- Tomar la temperatura del agua destilada, anotarla, esa será la temperatura inicial.
- En un tubo de ensayo seco, colocar aproximadamente un gramo de nitrato o cloruro de amonio.
- Tomar 5 mil. de agua destilada con la pipeta y agregarla al tubo con la sal, introducir el termómetro en la mezcla.
- Disolver completamente el sólido con ayuda del termómetro, una vez completada la disolución, medir la temperatura final y anotarla. Experiencia 3.
- En un tubo de ensayo (no necesariamente seco), se colocar 5 mil, de agua, se agrega una o dos lentejas de hidróxido de sodio, se agita hasta obtener la disolución completa de la lenteja.
- Introducir el termómetro al líquido y tomar la temperatura final, la inicial será la del agua destilada tomada en el experimento anterior. Experiencia 4.
- En un tubo de ensayo perfectamente limpio, que puede estar húmedo, recibir del profesor la solución saturada de acetato de sodio, tomar el tubo con la pinza, debido a que la solución se encuentra caliente.
- Introducir en dicha solución el termómetro perfectamente limpio, utilizarlo como agitador para homogeneizar lentamente el líquido durante todo el proceso.
- Colocar el tubo en un vaso de 200 ml. lleno de agua fría, iniciar el registro de temperatura y tiempo, el cual se llevará con intervalos de 15 segundos.
- Observar constantemente la mezcla, a fin de poder señalar el tiempo al cual sucede la cristalización, continuar registrando temperatura y tiempo hasta dos minutos después de la cristalización.
- En caso de obtener la cristalización antes de realizar con éxito las observaciones, calentar el sistema en el mechero, hasta disolución completa de la sal y reiniciar el experimento. Experiencia 5
- Repetir la experiencia 2 pero con aproximadamente dos gramos de óxido de calcio, en lugar de la sal de amonio. Observaciones: Al mezclar el agua con el ácido se provoca una reacción exotérmica, se debe tener cuidado al mezclarlos, al sumergir el tubo y acercarle la TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES Y RESULTADOS Experiencia Temp Inicial K Temp final K Tipo de reacción 1 293.15 329.15 exotérmica 2 293.15 285.15 endotérmica 3 293.15 285.15 exotérmica 4 293.15 305.15 exotérmica 5 293.15 298.1 exotérmica CÁLCULOS MATEMÁTICOS
DISCUSIÓN DE RESULTADOS Experimento 1. El agua y el ácido generan una gran cantidad de calor, teniendo así un incremento en la temperatura, se produce un gas de hidrógeno sumamente inflamable que puede encenderse o explotar si entra en contacto con muchas sustancias químicas, como por ejemplo acetona, alcoholes etc. En este caso se agrega éter y se observa una flama. Se considera una reacción exotérmica, ya que desprende calor Experimento 2. Hay una disminución en la temperatura al agregar agua al nitrato de amonio. El nitrato amonio es extremadamente soluble en agua, por lo que al disolverlo en agua ocurre una disociación de los iones del nitrato de amonio, teniendo así el anión nitrato y el catión amonio que se ven atraídos por las cargas parciales (del signo opuesto) del agua. Como reacción endotérmica absorbe calor y por tanto, enfría Experimento 3. Al disolver hidróxido de sodio en agua se desprende mucho calor, ya que y la temperatura aumenta. El Hidróxido de Sodio es una base fuerte que se disuelve con facilidad en agua, disociándose por completo en iones, generando gran cantidad de calor
Experimento 4. Al aumentar la temperatura del disolvente (agua) aumenta la solubilidad del soluto (acetato de sodio) y al disminuir su temperatura este se cristaliza, baja su solubilidad y se obtiene una solución sobresaturada que cristaliza. Al tubo 2 que se le agrega el cristal de la misma sal, su cristalización ocurre más rápido que en el tubo 1. Al entrar en contacto las partículas de acetato de sodio con la disolución se produce una rápida cristalización. Al producirse esta perturbación las moléculas se ordenan y forman enlaces dando así como resultado un sólido. Al tocar el tubo notamos que su temperatura es alta esto se produce porque se ha liberado energía aumentando así la temperatura del cristalizado CUESTIONARIO, EJEMPLO DE APLICACIÓN
- Tomando como base los reactivos utilizados y tus observaciones, establece las ecuaciones termoquímicas de todos los procesos que sucedieron en los experimentos.
- Discute la congruencia de las observaciones y los valores de ΔH, así como el comportamiento del sistema en la cristalización y sus implicaciones. La cristalización es el proceso por el cual los átomos o las moléculas se disponen en una red cristalina rígida y bien definida para minimizar su estado energético.La entidad más pequeña de una red cristalina se llama “célula unitaria”, que puede aceptar átomos o moléculas para cultivar un cristal macroscópico. Durante la cristalización, los átomos y las células unitarias se unen con ángulos bien definidos para crear una forma de cristal característica con superficies y facetas lisas. Son muchos los factores que afectan el hábito cristalino los cuales puedan ser: el tipo de solvente, el pH de la solución, la presencia de impurezas, el grado de sobresaturación, velocidad de enfriamiento, temperatura de cristalización
- Explica la importancia que tiene esta práctica en tu área profesional. La energía en cualquiera de sus formas es parte esencial de los requerimientos, actividades y funciones del ser humano, aún más general de los seres vivos y sus múltiples interacciones con el medio ambiente. Al hacer énfasis en las interacciones de los seres vivos con su entorno se tienen en cuenta las reacciones químicas que se presentan y que son fuente de la denominada energía calórica. sta última es el ob!eto de estudio de la "ermoquímica, la cual estudia las transformaciones de la energía calórica presente en las reacciones químicas. #e esta manera la "ermoquímica Ambiental es la parte de la química presente en la ingeniería Ambiental que permite el estudio del intercambio de energía entre los sistemas químicos y el entorno, medio ambiente
- Ejemplo de aplicación de la oxidación de un hidrocarburo (etano, acetona, octano, benceno, tolueno...) Los hidrocarburos alquilaromáticos tipo etilbenceno sufren reacciones de oxidación en la cadena lateral y conducen a la formación de ácidos carboxílicos aromáticos. La oxidación se produce en el átomo de carbono
directamente unido al anillo aromático (carbono bencílico) a través del intermedio más estable. CONCLUSIONES La termoquímica es una parte de la química que estudia las transferencias de calor asociadas a las reacciones químicas. Estas transferencias de calor se asocian con la entalpía; si en una reacción química absorbe calor, la reacción se denomina endotérmica, y si cede calor la reacción se llama exotérmica. En las reacciones químicas, un proceso espontáneo ocurre sin el suministro de energía externa. Un proceso espontáneo puede ocurrir rápida o lentamente, pues la espontaneidad no se relaciona con la cinética o tasa de reacción. La espontaneidad de un proceso puede depender de la temperatura. La termodinámica y la calorimetría están asociadas y ninguna es independiente de la otra BIBLIOGRAFÍA “LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA?
