INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA

Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

Laboratorio de Química

Practica No. 2Capacidad Calorífica y Calor de Neutralización

OBJETIVO

1- El alumno determinara experimentalmente la capacidad calorífica de un calorímetro

2- El alumno determinara experimentalmente la entalpia molar de reacción para un par acido fuerte-base fuerte( calor de neutralización a presión constante )

DATOS EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO No. 1

T₁ = 22 ᵒC

T₂ = 68 ᵒC

TIEMPO( S ) 0 10 20 30 40 50 60

TEMPERATURA( ᵒC ) 43 42 42 41 41 41 41

Teq = 41 ᵒC

EXPERIMENTO No. 2

Tacido = 22 ᵒC

Tbase = 22 ᵒC

Teq = 29 ᵒC

T₁ como el promedio entre Tacido y Tbase T₁ =22ᵒC

Mvaso y solución = 129.7 g

Mvaso = 51.6 g

CALCULOS Y RESULTADOS

1-Capacidad calorífica del calorímetro

Primero obtenemos la densidad del agua para obtener la masa del agua, como quedo la temperatura 1 entre 20ᵒC Y 30ᵒC los valores de la tabla son 20ᵒC = 0.99823 y 30ᵒC = 0.99568

Ϸ= (0.99823−0.99568)(22−20)

30−20 =0.99772 g/mL

Ϸ= mV m= 0.99772 g/mL*40 mL = 39.9988 g

M calorimetroCpcalorimetro = C o K dando la formula y despejando a C o K entonces queda

−QH20 caliente=QH 2O fria+Qcalorimetro −MH 2OcalienteCpH 2O∆Tcaliente=−M H 2O friaCpH 2O∆T fria+M calorimetroCpcalorimetro∆T calorimetro

C oK=−MH 2OCpH 2O ∆Tcaliente−M H 2OCpH2O∆T fria

∆T calorimetro

C O K =

−(399088g )(4.186 Jmol∗K ) (41−69℃ )−(399088g)(4.186 J

mol∗K)(41−22℃)

(41−22℃) =

79.13 J℃

79.13 J℃ =

0.239 cal

1 J℃ = 18.91 cal

2-Numero de moles de agua que se formaron en la reacción de neutralización

Solución de HCl (acido clorhídrico): V = 40 mL M= 1 M Tacido = 22

Solución NaOH (Base): V = 40 mL M= 1 M Tacido = 22

De la formula de molaridad (M) se despeja el numero de moles (n) para el acido y para la base dela siguiente manera: M = n = [M][V (L)]

n = (1 M)(0.04L) = 0.04 mol

acido (HCl)n = (1 M)(0.04L) = 0.04 mol

HCl(ac)❑ +NaOH (ac)

❑ NaCl(ac)❑ +H 2O(1)

(0.04 mol) (0.04 mol) (solución)

Por lo tanto el numero de moles de agua que se forma en la reacción de neutralización es n = 0.04 mol agua

3-Numero total de moles de agua que se producen en la reacción. nota: este dato servirá para consultar el valor de Cp de la solución en la grafica correspondiente.

mvaso y solución = 129.7 gVaso = 51.6 gsolución= mvaso y solución– mvaso = 129.7 g – 51.6 g = 78.1 gnNaCl = 0.04 molmNaCl = (PM)(n) = (58.5 g/mol)(0.04mol) = 2.34 gSe hace el cálculo de nH2O

nH 2O total=M H 2O total

PMH 2O nH 2O total=

78.1g

18 gmol

= 4.33 mol

Para sacar el valor de Cp en la tabla aplicamos la formula

nH 2OnHCl

=4.33mol0.04mol

=108.25

El valor de Cp en la tabla es de 4 Jg℃

4-CALOR DE NEUTRALIZACIÓN.

msolucion=mNaCL+mH 2O = 2.34 g+78.1 g=80.44g

- QR = QSolución + Qcalorímetro

- QR = (mSolución)(CpSolución)(Teq – T1) + (K)(Teq – T1)

- QR = (80.44 g)(.956 cal) (29℃ – 22℃) + (18.91 cal)(29℃ - 22℃)

-QR = 670.74 cal

5-Entalpia molar de neutralización.

∆ Hn=−QneutralizacionnH 2Oforma

∆Hn=−670.74 cal0.04mol

=−16768.5 calmol

CUESTIONARIO

1.- ¿Qué interpretación física tiene el valor C del calorímetro?

Capacidad de este objeto para guardar calor

2.-Calcule C para 2 calorimetros cuyas masas son de 100 g pero uno ha sido construido en aluminio y otro en vidrio Pyrex. Consulte sus valores de Cp en la tabla No.

.-“C” Vidrio Pyrex=mCp

“C” vidrio Pyrex= 100 g *0.83 Jg∗C

“C” vidrio Pyrex= 83JC

“C” aluminio =mCp

“C” aluminio= 100 g* 0.92Jg∗C

“C” aluminio = 92JC

3.- complete la ecuación de la reacción de neutralización

HCl (ac) + NaOH (ac) NaCl (ac) + H₂O (l)

4.- tome los datos de la tabla No. 3 y calcule el valor teórico para ΔHr

.- ΔHr=ƩΔHf productos – ƩΔHf reactivos[1(-407.29)+1(-285.98)]-[1(-167.52)+1(-469.79)]ΔHr= -55.96 KJ

5.-¿Qué diferencia existe en términos de porcentaje, entre el valor obtenido experimentalmente de calor de neutralización con respecto al valor teórico?

(55.96−79.13)55.96

∗100=41.40%

6.- ¿Qué es un proceso endotérmico?

Es un proceso en el que ΔHr es positivo debido a que se gana calor

7.- Cite ejemplos de aplicación industrial en los que se manifieste el proceso transferencia de calor

Pasteurización de alimentos y bebidas o productos farmacéuticos Fusión de un metal plásticos o vidrios Evaporación de un liquido Producción de vapor en una caldera a partir de un liquido Destilación