Calor de dilucion
- 1. PRÁCTICA N° 8 1. TEMA: CALOR DE DILUCIÓN 2. OBJETIVO: Determinar la entalpía de solución del Cloruro de Potasio en agua. 3. FUNDAMENTOTEÓRICO Calor de dilución: Cuando la disolución tiene lugar en condiciones de presión constante, a esa energía absorbida o liberada, se la denomina calor de disolución o entalpía de disolución, ΔH disolución. Cuando durante el proceso, el sistema absorbe energía (calor) se dice que es endotérmico y viene caracterizado por un valor de ΔH disolución positivo. Cuando la energía se libera, el proceso es exotérmico y el signo de ΔH disolución es negativo. Solubilidad,temperaturay ΔH disolución La solubilidadesunamedidade lacapacidadde unadeterminadasustancia para disolverseenotra. Puede expresarseenmolesporlitro,engramospor litro,o en porcentaje de soluto;enalgunascondicionesse puedesobrepasarla,denominándosea estassolucionessobresaturadas.El términosolubilidadse utilizatantoparadesignaral fenómenocualitativodelprocesode disolucióncomoparaexpresarcuantitativamente la concentración de lassoluciones.Lasolubilidadde una sustanciadepende de la naturalezadel disolvente ydel soluto,asícomode la temperaturayla presióndel sistema,esdecir,de latendenciadel sistemaaalcanzarel valormáximode entropía. Propiedadesfísicasde las disoluciones Cuandose añade un solutoa un disolvente,se alteranalgunaspropiedadesfísicasdel disolvente.Al aumentarlacantidaddel soluto, sube el puntode ebulliciónydesciende el puntode solidificación. La relaciónmatemáticaque existe entre lasolubilidadylatemperatura,queda reflejadaenunafunciónque englobaala entalpíade disolución: LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA I INFORME DEL EXPERIMENTO N° 10 NOMBRES Y APELLIDOS Arcos Ana Borja Tania Cuesta Patricio CURSO Y PARALELO 4to Semestre Bioquímica Clínica GRUPO 5 FECHA 17-06-2014 FACULTAD CIENCIAS QUÍMICAS UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
- 2. donde, s = solubilidad T = temperatura R = constante de los gasesideales Integrandoysuponiendoque ΔHdisoluciónesunvalorconstante que nodependede la temperatura,se llegaa: Para determinarexperimentalmenteenuncalorímetro,la energíaabsorbidao desprendidade unareaccióncomo esel caso particulardel calorde disolucióndel carbonato de sodio,esconveniente primeramenteplantearunaecuacióndel balance general de calorenel sistema,esdecir: − 𝑸𝒍𝒊𝒃𝒆𝒓𝒂𝒅𝒐 = 𝑸 𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 En esta ecuación es necesario distinguir, quién gana energía en el sistema y quién la cede.Enel caso particularque nos planteael proyecto experimental, la reacción de disolución, resulta de la forma: A (s) + B(ac) AB(ac) + Qdisolución Notamos que al disolverse el compuesto "A" en el disolvente "B"; esta reacción de disolución es la parte del sistema que cede el calor. Analizamos "Qganado"éste debe correspondera lacantidadde calorque absorbe la parte del sistemacalorímetro-aguacontenidayademásel soluto"A"que se agrega para realizarlareacciónde disolución,porlotantotenemosque: Qdisolución = mdisoluciónCdisolución(Tdisolución- Tagua)+E(Tdisolución- Tagua) La masa de la disolución será igual a la masa de la sustancia más la masa del agua. Solvatación: Es un proceso que consiste en la atracción y agrupación de las moléculas que conforman un disolvente, o en el caso del soluto, sus iones. Cuando se disuelven los iones de un disolvente, éstos se separan y se rodean de las moléculas que forman el disolvente. Cuanto mayor es el tamaño del ion, mayor será el número de moléculas capaces de rodear a éste, por lo que se dice que el ion se encuentra mayormente solvatado. -(Q H2O + Q calorímetro ) = Q disolución
- 3. 4. PARTE EXPERIMENTAL 4.1. Materialesy equipos a) Material Vasode precipitación Piseta TermómetroA = ± 02ºC Calorímetro Espátula Embudo b) Equipo BalanzaAnalíticaA = ± 0.0001g BalanzaordinariaA=±0,01g 4.2. Sustancias y reactivos Clorurode potasio Aguadestilada 5. PROCEDIMIENTO: a) Colocar50g de destiladaenel vasodel calorímetro. b) Pesaralrededorde 0.01 mol de sustanciapreviamente pulverizadasi fuere necesario. c) Anotarla T° del agua con el termómetro. d) Agregarel sólidoinmediatamente atravésde unembudocompletamenteseco. e) Agitarligeramenteconel termómetro,verificaryanotar laT° de disolucióno equilibrio. f) Verificarque se hayadisueltocompletamenteel sólido. g) Repetirel proceso2 vecesmás. 6. DATOS EXPERIMENTALES #DETERMINACIONES magua, g msustancia, g Tagua, o C Tdisolución, o C 1 50 0.745 21.4 20.8 2 50 0.745 21.6 21.0 3 50 0.745 22.2 21.6 7. CÁLCULOS: Peso molecular= 74.56 g/mol 74.56g/mol 1mol X 0.01mol X= 0.745 g de Cloruro de potasio Masa disolución = masa sustancia + masa del agua Masa disolución = 0.745g+ 50g Masa disolución = 50.745g
- 4. Calor especifico del agua = 1 cal/go C Valor de E = 18.35 Cal/o C Q disolución = m disolución C disolución (Tagua – T disolución) + E (Tagua– T disolución) Q disolución= 50.745𝑔 (1 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗°𝐶 ) (21.4 − 20.8)°𝐶 + 18.35 𝐶𝑎𝑙 °𝐶 (21.4 − 20.8)°𝐶 Q disolución= 𝟒𝟏. 𝟒𝟔𝑪𝒂𝒍 El valorobtenido espara 0.01 mol ahora calculamosel valorpara unamol. 41.46Calx 4.184J 1Cal = 173.46J 0.01mol 173.45J 1mol X X = 17346J 17345J𝑥 1KJ 1000J = 𝟏𝟕. 𝟑𝟒𝐊𝐉 solventeionizaciondisolucion HHH 000 KJKJH disolucion 28534.170 KJH disolucion 66.2670 8. TRATAMIENTO ESTADÍSTICO Q disolución= 50.745𝑔 (1 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗°𝐶 ) (21.4 − 20.8)°𝐶 + 18.35 𝐶𝑎𝑙 °𝐶 (21.4 − 20.8)°𝐶 Q1 disolución= 𝟒𝟏. 𝟒𝟔𝑪𝒂𝒍 Q disolución= 50.745𝑔 (1 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗°𝐶 ) (21.6 − 21)°𝐶 + 18.35 𝐶𝑎𝑙 °𝐶 (21.6 − 21)°𝐶 Q2 disolución= 𝟒𝟏. 𝟒𝟔𝑪𝒂𝒍 Q disolución= 50.745𝑔 (1 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗°𝐶 ) (21.4 − 20.8)°𝐶 + 18.35 𝐶𝑎𝑙 °𝐶 (21.4 − 20.8)°𝐶 Q3 disolución= 𝟒𝟏. 𝟒𝟔𝑪𝒂𝒍 Media 𝑿 = 𝟏 𝑵 ∑ 𝑿 = 1 3 𝑥 (41.46𝐶𝑎𝑙 + 41.46𝐶𝑎𝑙 + 41.46𝐶𝑎𝑙) X = 41.46 Cal
- 5. Desviación estándar 𝑆 𝑥 = ±√ ∑( 𝑥𝑖 − 𝑋)2 𝑛 − 1 𝑆𝑛 = √ (41.46 − 41.46)2 + (41.46 − 41.46)2 + (41.46 − 41.46)2 2 𝑺𝒏 = 𝟎 Porcentaje De Error Relativo Calor de disolucióndel clorurode potasio= 17.2 KJ/mol % = 𝑅 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜− 𝑅 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑅 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑥100% % = 17.2 − 17.34 17.2 𝑥100% ERROR= 0.8% 9. ANÁLISIS DE RESULTADOS Nuestroporcentaje de errordel 0.8% es mínimolo cual indicaun bajo nivel de errores sistemáticos y aleatorios. Al ser ladesviaciónestándarunamedidade dispersión de las variables, la misma que nos permite conocer la desviación que presentan los datos en su distribución, analizamos que al obtener datos casi exactos, nuestra desviación estándar es 0, permitiendo confiar en los resultados obtenidos, y con un marco de error casi nulo. Al descender la temperatura de la disolución podemos afirmar que el cloruro de potasio absorbe energía del agua, de tal manera que es una reacción endotérmica. 10. CONCUSIONES Logramos determinar adecuadamente y de una forma muy precisa el calor de disolución del cloruro de potasio. La presente práctica nos permitió conocer una forma práctica para la determinación de calores de disolución de diferentes sustancias que podamos necesitar. 11. BIBLIOGRAFÍA SHOEMAKER. David P.(1974). Experiments in Physical Chemistry.(3era Edición). Mexico: Editorial McGraw Hill. Pag (213-214) Fogler,H.S., Elementsof Chemical ReactionEngineering,Prentice-Hall International Editions,1992.