Calor de Neutralizaciongrpm

7/31/2019 Calor de Neutralizaciongrpm

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FAC. INGENIERIA - UMSA LABORATORIO FISICO QUMICA CALOR DE NEUTRALIZACIN

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CALOR DE NEUTRALIZACIN

1. OBJETIVOS DE LA PRCTICA

1.1.Objetivo general

Verificar experimentalmente el calor de neutralizacin de un acido fuerte con una base fuerte

Verificar experimentalmente el calor de disociacin de un acido dbil por medio de laneutralizacin con una base fuerte, empleando en ambos casos un calormetro adiabtico

1.2.Objetivos especficos

Calcular la capacidad calorfica del calormetro

Calcular los errores relativos de las entalpias experimentales respecto a los valores bibliogrficos

Aprender el manejo adecuado de los instrumentos y equipos utilizados en la experimentacin

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Diagrama de flujo

a) Determinacin de la capacidad calorfica del calormetro

INICIO

Colocar 150ml de agua en el calormetro

Colocar 2g de KCl anhidro en una ampolla de vidrio

Asegurar la ampolla, termmetro digital y agitador en

el calormetro

Agitar y registrar la temperatura cada

10 segundos (Periodo inicial)

Cuando la temperatura sea constante, dejar

caer el KCl de la ampolla y anotar T cada 10

segundos (Periodo principal)

Finalizar la toma de T cuando la temperatura

sea constante o igual a la del ambiente

FIN


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b) Preparacin y titulacin de las soluciones

INICIO

Preparar soluciones de NaOH 2[N] y 0,1[N]; de HCl 2[N] y

0,1 N ; de HAc 2 N realizando los clculos corres ondientes

Armar el sistema para la valoracin de las soluciones preparadas anteriormente

Valorar la solucin de HCl 2 N con carbonato de

sodio anhidro

Titular la solucin de NaOH 2N con el HCl valorado

Valorar la solucin de HCl 0.1 N con el NaOH

valorado

Titular la solucin de NaOH 0.1N con el HCl

valorado

FIN

Titular la solucin de HAc 2N con el NaOH valorado

Tomar datos de los volmenes

de soluciones valorante y analito

utilizados en cada valoracin


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c) Determinacin del calor de neutralizacin y disociaci

INICIO

Colocar 150ml de agua en el calormetro

Colocar 5 ml de HCl 2N valorado en un pipeta

Asegurar la ampolla, termmetro digital y agitador en

el calormetro

Agitar y registrar la temperatura cada

10 segundos (Periodo inicial)

Cuando la temperatura sea constante, dejar

caer el HCl de la pipeta y anotar T cada 10

segundos. (Periodo principal)

Finalizar la toma de T cuando la temperaturasea constante o igual a la del ambiente

FIN

Repetir el mismo procedimiento para las

soluciones de cido actico 2[N] e hidrxido

de sodio 2 [N]


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3. DATOS, CALCULOS Y GRAFICOS

1) Graficar la temperatura VS tiempo para todos los casos y determinar las respectivas variaciones detemperatura corregidas

a) Para la determinacin de la constante K del calormetro

CLORURO DE POTASIO (KCl) MAS AGUA (H2O)

Con los datos obtenidos procedemos a calcular el T:

N tiempo [seg] T inicial [C] tiempo [seg] T principal [C]

1 10 14,26 60 14,26

2 20 14,28 70 14,18

3 30 14,30 80 14,00

4 40 14,30 90 13,76

5 50 14,30 100 13,69

6 110 13,677 120 13,66

8 130 13,65

9 140 13,65

10 150 13,66

11 160 13,67

12 170 13,67

13 180 13,66

14 190 13,66

Sumatoria 71,44 192,84

13.6

13.713.8

13.9

14

14.1

14.2

14.3

14.4

0 50 100 150 200

T

emperatura[C]

tiempo [s]

Grfico: t Vs T


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b) Para la determinacin del calor de neutralizacin

NEUTRALIZACIN DEL NaOH [0,1N] CON HCL [2N]



1 10 14,29 110 14,86

2 20 14,36 120 15,01

3 30 14,38 130 15,02

4 40 14,39 140 15,05

5 50 14,40 150 15,06

6 60 14,40 160 15,07

7 70 14,39 170 15,108 80 14,40 180 15,11

9 90 14,40 190 15,12

10 100 14,40 200 15,13

11 210 15,13

12 220 15,13

13 230 15,13

Sumatoria 143,81 195,92

14.2

14.3

14.4

14.5

14.6

14.7

14.8

14.9

15

15.1

15.2

0 50 100 150 200 250

Temperatura[C]

tiempo [s]

Grafico: t Vs T


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REACCION HCl [0,1N] CON NaOH [2N]


1 10 13,98 160 14,72

2 20 13,98 170 14,73

3 30 13,99 180 14,76

4 40 14 190 14,77

5 50 14,01 200 14,78

6 60 14,02 210 14,79

7 70 14,03 220 14,80

8 80 14,04 230 14,80

9 90 14,04 240 14,81

10 100 14,03 250 14,81

11 110 14,03 260 14,80

12 120 14,04 270 14,8013 130 14,04 280 14,80

14 140 14,03 290 14,80

15 150 14,04 300 14,80

Sumatoria 210,3 221,77


13.9

14

14.1

14.2

14.3

14.4

14.5

14.6

14.714.8

14.9

0 50 100 150 200 250 300 350

Temperatura[C]

Tiempo [s]

Grfico: t Vs T


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REACCION NaOH [0,1N] CON CH3COOH [2N]


1 10 14,18 160 14,42

2 20 14,19 170 14,59

3 30 14,20 180 14,83

4 40 14,23 190 14,96

5 50 14,26 200 14,98

6 60 14,27 210 15,04

7 70 14,28 220 15,15

8 80 14,29 230 15,16

9 90 14,30 240 15,17

10 100 14,32 250 15,20

11 110 14,33 260 15,21

12 120 14,34 270 15,2213 130 14,35 280 15,22

14 140 14,35 390 15,23

15 150 14,35 300 15,23

Sumatoria 214,24 225,61


14

14.2

14.4

14.6

14.8

15

15.2

15.4

0 100 200 300 400 500

TEMPERATURA[C]

TIEMPO [s]

GRAFICO: t Vs T


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2) Determinar la capacidad calorfica K del calormetro

Procedemos a calcular K utilizando los siguientes datos y formula

Con el calor de solucin del KCl

3) Titulacin de las soluciones

Titulacin de HCl [2N]: V(HCl)=2ml m(Na2CO3)=0,2gr

Titulacin de NaOH [2N]: V(NaOH)=5ml V(HCl)= 7ml (valorado)

Titulacin de CH3COOH [2N]: V(CH3COOH)=5 ml V(NaOH)= 7,8 ml (valorado)

Titulacin de HCl [0,1N]: V(HCl)=20 ml V(NaOH)= 1,41 ml (valorado)

Titulacin de NaOH [0,1N]: V(NaOH)=20ml V(HCl)= 1,24ml (valorado)


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4) Calcular el calor de neutralizacin segn

a) NEUTRALIZACIN DEL DE LA SOLUCIN DE NaOH [0,1N] CON HCL [2N]

Reaccin: NaOH + HCl NaCl + H2O

Calculamos el reactivo limitante

Reemplazamos los datos

[

]

b) NEUTRALIZACIN DEL DE LA SOLUCIN DE HCl [0,1N] CON NaOH [2N]

Reaccin: NaOH + HCl NaCl + H2O



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[

]

c) NEUTRALIZACIN DEL DE LA SOLUCIN DE NaOH [0,1N] CON CH3COOH [2N]

Reaccin: NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O



[

]

5) Hacer lo mismo con el acido actico y en base a ese resultado determinar el calor de disociacin

[ ]

6) Como depende la entalpia de neutralizacin con la concentracin

La entalpa de neutralizacin es una propiedad extensiva, por lo tanto, es directamente proporcional

a la cantidad de materias, es decir que cuanto mayor sea la cantidad de reactivos participantes enuna reaccin de neutralizacin, se liberar ms calor, por lo que podemos concluir que la entalpia

de neutralizacin es directamente proporcional a la concentracin


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7) Calcular el calor de formacin del OH-

Calculamos aplicando la ley de Hess:

H + OH- H2O HReaccion= 13,7 [Kcal/mol]

H2 + O2 H2O Hform. del agua= 68,32 [Kcal/mol]

8) Calcular los errores relativos de las entalpias experimentales respecto a los valores bibliogrficos

Para cualquier reaccin de neutralizacin, la entalpia de neutralizacin es aproximadamente:

a) NEUTRALIZACIN DEL DE LA SOLUCIN DE NaOH [0,1N] CON HCL [2N]

||

b) NEUTRALIZACIN DEL DE LA SOLUCIN DE HCl [0,1N] CON NaOH [2N]

||

c) NEUTRALIZACIN DEL DE LA SOLUCIN DE NaOH [0,1N] CON CH3COOH [2N]

||


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9) Explicar detalladamente con ejemplo que es un indicador y que es un intervalo del indicador

Indicador es una sustancia natural o sinttica que cambia de color en respuesta a la naturaleza desu medio qumico. Los indicadores se utilizan para obtener informacin sobre el grado de acidez o

pH de una sustancia, o sobre el estado de una reaccin qumica en una disolucin que se estvalorando o analizando. Uno de los indicadores ms antiguos es el tornasol, un tinte vegetal queadquiere color rojo en las disoluciones cidas y azul en las bsicas. Otros indicadores son laalizarina, el rojo de metilo y la fenolftalena; cada uno de ellos es til en un intervalo particular deacidez o para un cierto tipo de reaccin qumica.

Un indicador es un colorante que se utiliza para distinguir entre las soluciones acidas y bsicas pormedio de un cambio de color que experimentan estas soluciones; los cambios de color dependende la concentracin de H+ de la solucin.

Los indicadores empleados en las titulaciones acido base, son tambin cidos o basesdbiles, cuyas distintos formas protonadas tiene diferentes colores.

Un ejemplo es la fenolftalena, la cual es incolora cuando el pH es menor a 8.0 y tiene colorrosa cuando el pH es mayor a 9.6.

Si en una titulacin se aade una base a un acido suele emplearse fenoftaleina como indicador. Elpunto final se observa cuando aparece una coloracin rosa dbil que persiste por lo menos 15segundos al agitar la solucin

La estructura molecular de la mayor parte de los indicadores es compleja, de manera que,en forma general denotaremos como ln H a la especie protonada de los indicadores e In - a

la especie bsica; el equilibrio entre Ln H Y ln

-

puede expresarse como:lnH = ln + H+

Color A Color B

NOMBRE INTERVALO DE pH COLOR CIDO COLOR BSICO

Azul de bromofenol 3,0 4,6 Amarillo Prpura

Anaranjado de metilo 3,1 4,4 Rojo Amarillo

Rojo de metilo 4,2 6,2 Rojo Amarillo

Azul de bromotimol 6,0 7,6 Amarillo Azul

Tornasol 5,8 8,0 Rojo Azul

Fenolftalena 8,0 9,8 Incoloro Rojo-violeta

Amarillo de alizarina 10,1 12,0 Amarillo Violeta

10)Indicar que es una solucin tampn

Una solucin tampn es una solucin reguladora de pH, es decir, que no permite cambios bruscos

de pH en una solucin debido a la adicin de algn reactivo extrao.


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Preferiblemente son mezclas equimolares de una base o acido dbil con su cido conjugado o base

conjugada respectivamente. Un ejemplo de solucin tampn muy conocido es el del acetato de

sodio y cido actico.

Una solucin tampn o tambin llamada solucin amortiguadora, reguladora o buffer es una

disolucin de:

Un acido dbil y la sal inica soluble del acido dbil

Una base dbil y la sal inica soluble de la base dbil

Las soluciones amortiguadoras contiene pares conjugados acido base en concentraciones

razonables.

El componente ms acido reacciona con los componentes fuertes que se adicionan

El componente ms bsico reacciona con los cidos que se le adicionan

4. CONCLUSIONES

Se verifico experimentalmente el calor de neutralizacin de diferentes soluciones de cidos fuertescon bases fuertes

Se calculo la capacidad calorfica del calormetro empleado en la experimentacin

Se calcularon los respectivos errores de las entalpias de neutralizacin calculadasexperimentalmente respecto a los valores bibliogrficos observando que los porcentajesdiferenciales obtenidos no son relativamente grandes lo que hace suponer que los datos obtenidos

en laboratorio son aceptables.

La practica fue realizada dentro de lo normal, y se trato de realizar de la manera ms rpida paraesto nos dividimos en grupos y repartindonos las tareas.

5. BIBLIOFRAFA

GUIA DE LABORATORIO DE FISICOQUIMICA QMC 206LJorge Avenao Ch.

FISICOQUMICALaidler, Keith J.; Meiser, John

Qumica general e inorganicaLeonardo German Coronel Rodriguez

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