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PRÁCTICAS 2º. Termodinámica-Calorimetría
- INTRODUCCIÓN
El objetivo de nuestra practica es Obtención de calores o entalpías de disolución y reacción de
algunos compuestos inorgánicos en agua.
- OBJETIVOS
En esta práctica se obtendrán los calores o entalpías de disolución y reacción de algunos
compuestos inorgánicos en agua, concretamente se buscarán los calores molares a presión
constante de la disolución de NaOH en agua y de la reacción de neutralización del HCl con NaOH
también en fase acuosa.
Como para la realización de estos trabajos se debe utilizar un sistema termodinámico aislado, el vaso
Dewar será el utensilio indicado para poder realizar los intercambios de energía.
Adquirir habilidad con el material requerido además de repasar todo el procedimiento a realizar
en el laboratorio para el cálculo de dichos calores así como las precauciones que se deben
tomar al trabajar dentro del mismo.
- MATERIALES Y MÉTODOS
Aparatos, materiales y reactivos utilizados
Balanza granataria Placa calefactora Termómetro digital con sonda
Tapón de silicona Vaso de precipitados Vidrio de reloj
Pipeta Pasteur spátula de plástico E Varilla de vidrio
Vaso Dewar Probetas Frasco lavador
Agua destilada Hidróxido de sodio Ácido clorhídrico NaOH
Normativa de seguridad
A la hora de calentar el agua en la placa calefactora debe hacerse en un vaso de precipitados y no en la
probeta donde se midieron las cantidades necesarias ya que ésta no es un material contenedor sino de
medida. Cuando se vierte el agua o las disoluciones al calorímetro o vaso Dewar se hará cuidadosamente
para evitar salpicaduras o derrame de las sustancias empleadas. Del mismo modo, se debe agitar lentamente
el vaso Dewar con el fin de evitar salpicaduras que puedan influir negativamente en el posterior proceso de
los cálculos pedidos. Al manipular el hidróxido de sodio, debe efectuarse con espátulas evitando el contacto
con las manos para no contaminar el producto.
Igualmente la medición del ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio en disolución necesario se realizará con
la pipeta y la propipeta, y nunca pipeteando con la boca. Antes de tratar con los diferentes compuestos se
debe consultar las frases R y S y los pictogramas que aparecen en sus respectivas etiquetas. Además, se debe
cumplir con la normativa de seguridad establecida para el trabajo en cualquier laboratorio; uso de bata y
gafas protectoras, guantes cuando tratemos materiales o reactivos, etc…Y en caso de alguna duda consultar
siempre con el encargado o responsable del laboratorio en ese momento; en este caso el profesor.
Método experimental
Calibrado del calorímetro
Para calibrar el calorímetro es preciso determinar su constante, para ello, primero se debe atemperar
correctamente llenándolo con agua destilada siempre de la misma
garrafa antes de realizar cualquier medida, esperando unos tres minutos, vaciándolo y secándolo con papel.
Después de realizar el proceso de calibrar el calorímetro medí 100 mL de agua destilada y la deposité en
una probeta para después verterla en el calorímetro atemperado.
Con el calorímetro tapado, agite ligeramente y midí su temperatura T1, esta será la temperatura del agua
fría.
Después se midi otros 100 mL de la misma garrafa, procedí a calentarlo en un vaso de precipitados con la
ayuda de una placa calefactora hasta que su temperatura se elevó unos
TABLA 2: MEDIDA DEL CALOR DE DISOLUCIÓN
m
(NaOH)
(g)
m pura
(NaOH)
(g)
T
i
T
f
∆H
d
(cal)
nº moles
(NaOH)
1/nº
moles
(NaOH)
∆Hd
molar
(Kcal/mol)
∆Hd
molar
(J/mol)
medida
medida
Valor medio
Desviación estándar
CÁLCULO DEL CALOR DE DISOLUCIÓN:
Hdisolución (cal) = -[(m C
w
+ K) (Tf-Ti) ] (2)
Hdisolución (cal/mol) = -[(m C
w
+ K) (Tf-Ti) ]PM/ M(NaOH) (3)
Donde: P.m.(NaOH) = 23+16+1= 40 g/mol nº mol = m/P.m. = 2.08g/40g/mol = 0,052 mol
Desviación estándar es: 10.75-10,68/10,68 ·100= 0.6%
TABLA 3 MEDIDA DEL CALOR DE NEUTRALIZACIÓN
T
1
T
2
T
3
∆H
n
(cal)
m
(reac.
limit)
(g)
m
(HCl)
(g)
∆Hn molar
(Kcal/mol)
∆Hn molar
(J/mol)
medida
medida
Valor medio -13.56 -56735.
Desviación estándar 1.2% 1.2%
∆Hneutralización(cal)=-[(mNaOH. C
w
+ K)·(T3 -T1 )+mHCl· C
w
(T3 -T2 )] (4)
∆Hneutralización(cal/mol)=-[(mNaOH. C
w
+ K)·(T3 -T1 )+mHCl· C
w
(T3 -T2 )] (5)
Donde: : P.m.(NaOH) = 23+16+1= 40 g/mol : P.m.(HCl) = 1+35,5= 36,5 g/mol
Hn (Kcal/mol) = ∆Hneutralización(cal) )/nº de moles NaOH) · 10
Desviación estándar es: 13.56-13.40/13.40 ·100= 1.2%
TABLA 4 COMPROBACIÓN DE LA LEY DE HESS
m
(NaOH)
(g)
m real
(NaOH)
(g)
T
i
T
f
∆H
3
(cal)
nº moles
(NaOH)
1/nº
moles
(NaOH)
∆H 3
molar
(Kcal/mol)
∆H 3
molar
(J/mol)
medida
medida
Valor medio
Desviación estándar
∆H3 (cal) = -[(m
HCl
C
w
+K)·(Tf-Ti)] (6)
∆H3 (Kcal/mol) = ∆H3 (cal)/ nº de moles NaOH) · 10
Desviación estándar es: 24.51-24.31/24.31·100= 0.8%
Qt = Qn+Qd = (-13.56 + (-10,75))Kcal/mol = -24.31 Kcal/mol
El reactivo limitante es aquel reactivo que interviene en una reacción química en la que la cantidad
de producto o productos obtenidos depende de este, pues los demás reactivos no reaccionarán
cuando este se haya acabado; en este caso será el NaOH.
- CONCLUSIONES
El reactivo limitante es aquel reactivo que interviene en una reacción química en la que la cantidad
de producto o productos obtenidos depende de este, pues los demás reactivos no reaccionarán
cuando este se haya acabado; en este caso será el NaOH, finalmente podemos comprobar que se
cumple la ley de Hess.
Para realizar el cálculo de las entalpías se ha tenido en cuenta los errores que se dan tanto en las
medidas efectuadas directamente como en los calores específicos considerados, ya que en las
mezclas con agua se ha considerado el calor específico de la misma aun siendo disoluciones poco
concentradas las cuales tendrían un calor específico ligeramente diferente. Al hacer los cálculos se
toma el calor específico del agua y se aproxima el mismo a 1 cal/gºC.
Además se toma como constante del calorímetro la media de los valores obtenidos en la primera
experiencia, por tanto el error producido en esa medida se propaga en el cálculo de las entalpías; y
en todo momento se emplean valores medios en los incrementos de temperatura producidos, de allí
también la importancia de calibrar nuestro calorímetro.
