Calor de disolucion

Laboratorio de Química con Ordenador Student Workbook
Experiencia C21: Calor de disolución 012-07005A
© 1999 PASCO scientific C21.1
Experiencia C21: Calor de disolución
Sensor de temperatura
Tema DataStudio ScienceWorkshop (Mac) ScienceWorkshop (Win)
Energía C21 Heat of Solution.DS C21 Heat of Solution C21_HEAT.SWS
Equipo necesario Cant. Reactivos y combustibles Cant.
Sensor de temperatura (CI-6505A) 1 Cloruro amónico(NH4Cl), anhidro 1 g
Balanza (SE-8723) 1 Carbonato sódico (Na2CO3), anhidro 1 g
Calorímetro*, 25 mL 1 Agua destilada 40 mL
Probeta, 100 mL 1 Vaso de plástico 2
Goma elástica 1 Tapa para vaso de plástico 1
Ropa protectora
(*El calorímetro puede prepararse con dos vasos de plástico sobrepuestos. Ver dibujo).
IDEAS PREVIAS
En esta experiencia, se disolverán dos sólidos, cloruro amónico y carbonato sódico, para
determinar si el proceso de disolución de cada uno es exotérmico, H = (-), o endotérmico, H =
(+). ¿Usted qué piensa?
Anote su respuesta en la sección Informe de Laboratorio.
FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, los iones que
componen la estructura cristalina se dividen en partículas individuales.
Entonces las moléculas de agua rodean estas partículas. De hecho, los
enlaces covalente polar de las moléculas de agua son responsables de la
descomposición del cristal. La disolución requiere un aumento de la
entropía. La variación de la entropía, S , una medida del desorden, es
positiva. Los cristales, que consisten en un orden determinado de
moléculas, se descomponen en iones individuales. Los iones se esparcen
por toda la disolución. La variación de la entropía (S) es positiva.
A parte del aumento en el desorden, el proceso de disolución de un sólido puede producir o
requerir calor. Si la disolución del cristal sólido se calienta, la reacción es exotérmica y el calor de
disolución (H) es negativo. Si la disolución del cristal sólido se enfría, la reacción es endotérmica y
el calor de disolución (H) es positivo.

La combinación necesaria para conseguir el desorden máximo y la energía más baja puede ser
determinada mediante la ecuación de Energía libre de Gibbs:
G = H - TS
Si la sustancia se disuelve, la reacción es espontánea y G es negativa (-).
Dado que una disolución es siempre más desordenada que los dos componentes por separado, S
es siempre positiva (+). El valor de (-TS) es siempre negativo. Si la disolución se enfría el valor de
H es positivo pero la tendencia de la reacción al desorden máximo sobrepasa el valor de H y el
sólido se disuelve.
Si la disolución se calienta, los valores de H y S son aditivos y el sólido todavía se disuelve. Una
vez que el sólido está disuelto, el sistema alcanza el equilibrio y no se libera ni se absorbe más
energía.
RECUERDE
 Utilice ropa protectora mientras manipula los reactivos.
 Siga las instrucciones de utilización del equipo.
 Deseche todos los reactivos y disoluciones según las
instrucciones.
PROCEDIMIENTO
Utilice el Sensor de temperatura para medir la variación de la temperatura a medida que dos sólidos
diferentes se disuelven en agua destilada. Utilice el DataStudio o el ScienceWorkshop para
registrar, mostrar y analizar los datos.
PARTE I: CONFIGURACIÓN DEL ORDENADOR
1. Conecte el interfaz de ScienceWorkshop
al ordenador, encienda el interfaz y el
ordenador.
2. Conecte la clavija DIN del Sensor de
Temperatura al Canal Analógico A del
interfaz.
3. Abra el archivo titulado :
DataStudio ScienceWorkshop (Mac) ScienceWorkshop (Win)
C21 Heat of Solution.DS C21 Heat of Solution C21_HEAT.SWS
 El archivo DataStudio contiene el Workbook. Lea las instrucciones en el Workbook.

 El archivo ScienceWorkshop contiene una gráfica de temperatura frente a tiempo y una tabla
de la temperatura.
PARTE II: CALIBRADO DEL SENSOR Y CALIBRADO DEL EQUIPO
No se necesita calibrar el Sensor.
1. Construya un calorímetro situando una goma
elástica alrededor de la mitad de un vaso de
plástico. Introduzca este vaso dentro de otro
del mismo tamaño.
2. Utilice un taladro de papel para hacer un
agujero en la tapa del vaso.
3. Vierta 20 mL de agua destilada en el vaso.
4. Prepare 1.0 g de cloruro amónico, pero no
lo añada todavía al líquido.
5. Ponga la tapa al vaso. Introduzca el Sensor
de Temperatura por el agujero de la tapa.
PARTE IIIA: RECOGIDA DE DATOS – Cloruro amónico
1. Cuando todo esté listo, comience la recogida de datos.
2. Después de cinco segundos, retire el Sensor de temperatura y añada el cloruro amónico a
través del agujero de la tapa. Introduzca rápidamente el Sensor en el vaso.
3. Agite el vaso a medida que tiene lugar la reacción hasta que finalice.
4. Continue hasta que la temperatura no cambie, y a continuación finalice la recogida de datos.
5. Retire el Sensor de temperatura del vaso y enjuague y limpie el extremo del Sensor.
6. Deseche la disolución y limpie el vaso.
PARTE IIIB: RECOGIDA DE DATOS– Carbonato sódico
Repita el procedimiento con 1.0 g de carbonato sódico.
1. Vierta 20 mL de agua destilada en el vaso.
2. Prepare 1.0 g de carbonato sódico pero no lo añada todavía al líquido.
Al interfaz
Sensor de
Temperatura
Tapadera
Agujero
Vaso interior
Vaso exterior
Goma elástica
Calor de disolución

3. Ponga la tapa al vaso. Introduzca el Sensor de temperatura por el agujero de la tapa.
4. Cuando todo esté listo, comience la recogida de datos.
5. Después de unos cinco segundos, retire el Sensor de temperatura y añada el carbonato
sódico a través del agujero. Introduzca rápidamente el sensor de nuevo en el vaso.
6. Agite el vaso a medida que tiene lugar la reacción hasta que se complete.
7. Continue hasta que la temperatura ya no cambie, y finalice la recogida de datos
8. Retire el Sensor de temperatura del vaso y enjuague y limpie el extremo del sensor.
9. Deseche la disolución y limpie el vaso.
• Al final de la recogida de datos tendrá dos series de datos.
ANÁLISIS DE DATOS
1. Ajuste la tabla para que tenga dos columnas : una para la primera serie (cloruro amónico -
Serie #1) y otra para la segunda serie de datos (carbonato sódico - Serie #2).
2. Utilice la tabla o la gráfica para determinar el valor inicial y final de la temperatura para la
Serie #1. Registre estos valores.
3. Utilice la tabla o la gráfica para determinar el valor inicial y final de la temperatura para la
Serie #2). Registre estos valores.
Anote sus resultados en la sección Informe de Laboratorio.

Informe de Laboratorio
Experiencia C21: Calor de disolución
IDEAS PREVIAS
En esta experiencia, se disolverán dos sólidos, cloruro amónico y carbonato sódico, para
determinar si el proceso de disolución de cada uno es exotérmico, H = (-), o endotérmico,
H = (+). ¿Usted qué opina ?
Tabla de Datos : Cloruro amónico
Datos Medida Valor
1 Masa de cloruro amónico g
2
Moles de cloruro amónico ( )
moles
3 Temperatura inicial del agua ºC
4 Temperatura final del agua ºC
5 Variación de la temperatura ºC
6 Calor generado o absorbido ( masa de líquido x Dato 5 x 4.18) J
7 Calor molar de disolución (Dato 6÷ Dato 2) J/mol
Tabla de datos : Carbonato sódico
Datos Medida Valor
1 Masa de carbonato sódico g
2
Moles de carbonato sódico ( )
moles
3 Temperatura inicial del agua ºC
4 Temperatura final del agua ºC
5 Variación de la temperatura ºC
6 Calor generado o absorbido (masa del líquido x Dato 5 x 4.18) J
7 Calor molar de disolución (Dato 6÷ Dato 2) J/mol

CONCLUSIONES Y APLICACIONES
1. ¿Qué sustancia produce una reacción exotérmica (H = (-) negativa)?
2. ¿Qué sustancia produce una reacción endotérmica (H = (+) positiva)?
3. Complete la tabla marcando “-” o “+” para cada sustancia:
Sumario Cloruro amónico Carbonato sódico
G
H
S

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