CALOR DE NEUTRALIZACIÓNDiego Fierro, Karina Nieto, Steven Rincón, Yoimar Montes, Albeiro Caro

diego01791@hotmail.comLab. De fisicoquímica

Profesor Guillermo Pérez Licenciatura en biología y química

13/03/2013

Palabras claves: calor, ácidos, bases, calorímetro y neutralización.

RESUMEN: En esta experiencia de laboratorio de se calculó el calor liberado en una reacción de neutralización entre un ácido débil en este caso el ácido acético(CH 3COOH ) y una base fuerte ((NaOH), también se determinó la capacidad calorífica del calorímetro que contenían estas soluciones

ABSTRACT: In this laboratory experience we calculated the heat released in a neutralization reaction between a weak acid, in this case acetic acid (CH3COOH) and a strong base ((NaOH) was also determined the heat capacity of the calorimeter containing these solutions.

Keywords: Heat, acids, bases, and neutralization calorimeter.

INTRODUCCIÓN.

El calor de neutralización es definido como el calor producido cuando un equivalente gramo de ácido es neutralizado por una base. El calor de neutralización tiene un valor aproximadamente constante, en la neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte, ya que en esta reacción se obtiene como producto en todos los casos un mol de agua, que es formada por la reacción:

H 3O−¿+OH +¿⇌ 2H 2¿ ¿

En cada una de la reacción anterior se obtienen 13,7 kcal. Esta constancia en la entalpía de neutralización, se entiende fácilmente cuando se recuerda que los ácidos y bases fuertes y las sales, están completamente disociados en sus soluciones diluidas; y, en tal consecuencia el efecto químico común a todas estas neutralizaciones, que es sustancialmente el único cambio responsable para el efecto térmico observado, es la unión de los iones hidratados hidrógeno e hidroxilo para formar agua no ionizada.

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Casi todas las reacciones químicas absorben o producen (liberan) energía, generalmente en forma de calor. Es importante entender la diferencia entre energía térmica y calor. El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas.

Con frecuencia se habla de “flujo de calor” desde un objeto caliente hacia uno frío. A pesar de que el término calor por sí mismo implica transferencia de energía, generalmente se habla de “calor absorbido” o “calor liberado” para describir los cambios energéticos que ocurren durante un proceso.

Las reacciones que ocurren durante un proceso pueden ser endotérmicas, si absorben calor, o exotérmicas, si desprenden calor. Los cambios endotérmicos se expresan con signo positivo, y los cambios exotérmicos con signo negativo, de acuerdo con la primera ley de la termodinámica. El cambio de entalpía ocurrido en la reacción directa es exactamente opuesto en la reacción inversa. Este efecto térmico es el mismo sin importar si la reacción ocurre en una o varias etapas. La magnitud del cambio depende de la constitución, el estado físico de reactivos y productos y de la expresión estequiometria. Los cambios térmicos pueden ocurrir a presión constante o a volumen constante y se expresan con las siguientes ecuaciones:

Donde ΔH representa el cambio de entalpía y ΔE el cambio de energía. La ΔH se puede determinar experimentalmente midiendo el flujo de calor que acompaña a una reacción a presión constante, y la ΔE a volumen constante En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos físicos o químicos se miden con un calorímetro, que es un recipiente cerrado diseñado específicamente para este propósito.

OBJETIVOS.

Determinar el calor liberado en una reacción de neutralización (hidróxido de sodio 1M y ácido clorhídrico 0.24M.

Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro.

MARCO TEÓRICO.

En este experimento se determinara el calor liberado cuando se combina un ion hidronio con un hidroxilo:

H 3O−¿+OH +¿⇌ 2H 2¿ ¿

Los ácidos, las bases fuertes y sus sales pueden considerarse completamente disociados en soluciones diluidas. E calor liberado cuando se neutraliza un ácido fuerte con una base se considera debido a la reacción anterior.

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Para ácidos y bases débiles el calor de neutralización es menor debido que parte de la energía se absorbe en la disociación de estos ácidos y bases.

MATERIALES Y REACTIVOS.

Frasco especial de 50 ml con tapón Agitador de vidrio Frasco de termo de 500 ml Mechero Termómetros de 0-50oc graduados en 0.1oc Vaso de precipitado

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

Primero se determinó la capacidad calorífica (C) del aparato. Esto se logró colocando 200ml de agua en el termo de 50ml de agua en el frasco especial A. partimos que la temperatura del agua A (T1) debía de estar a unos 10 oc arriba en el agua del termo (T2).

El agua se vertió en el termo levantando rápidamente el tapón B, se ajito rápidamente y se prosiguió a notar la temperatura más alta alcanzada (T3):

50 (T 1−T2 )=(C+200 )(T 3−T2)

Una vez determinada C (Capacidad calorífica), se seco muy bien el frasco y el termo. Las mediciones del calor de reacción entre el hidróxido de sodio y el acido se efectuó colocando 50 ml de hidróxido de sodio 1M en el frasco A y 200 ml del ácido en el termo. Las soluciones se agitaron hasta que las dos Alcanzaron la temperatura más alta alcanzada (T5). Si se supone que la densidad de las soluciones y su calor especificó son uno, el calor liberado en la reacción (Q) será:

Q=(C+250)(T2−T 1)

RESULTADOS OBTENIDOS.

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CALOR DE NEUTRALIZACIÓN

TEMPERATURA 1. DEL AGUA EN EL FRASCO ESPECIAL 27OC

TEMPERATURA 2.DEL AGUA EN EL TERMO 37OC

TEMPERATURA 3.ALCANZADA ENTRE LA T1 Y T2 30OC

TEMPERATURA 4. DELACIDO ACETICO Y HIDROXIDO DE SODIO 30OC

TEMPERATURA 5 MAS ALTA ALCANZADA 29CC

Cálculos

1. Determine la capacidad calorífica del calorímetro:

50 (T 1−T3 )=(C+200 )(T 3−T 2)

C=50 (T1−T 3 )

(T3−T2 )−200

C=50 (270C−300C )

(300C−370C )−200

C=50 (−30C )

(−70C )−200

C=¿ 50

2. Calcule el calor necesario para disociar el problema.

Q= (C+250 ) (T 2−T 1)Q=(50+250)(370C−270C)Q=(300)(30C)Q=900

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CONCLUSIÓN.

En la anterior experiencia se llegó a entender que el calor de neutralización de un ácido como lo es el ácido acético, y una base hidróxido de sodio se determina midiendo la máxima temperatura que se alcanza en un calorímetro al mezclar ambas disoluciones diluidas de ambos reactivos. Previamente, se determina el equivalente en agua del calorímetro

BIBLIOGRAFÍA.

1. Atkins, P.; de Paula, J. Atkins Química Física. 8ª ed. Capítulo 2. Editorial Médica Panamericana, 2008.

2. Reboiras, M.D. Química. La Ciencia Básica. Capítulo 7. Ed. Thomson, 2006.

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