DETERMINACIÒN DEL CALOR DE DISOLUCIÓN

1. FUNDAMENTO TEORICO

Desde el punto de vista de la ingeniería química resulta de gran importancia saber, que gran cantidad de las industrias  químicas utilizan ampliamente la transferencia de calor en sus procesos.  Pero si bien es cierto que la Termoquímica establece las bases teóricas del manejo del calor en las reacciones químicas, desde el punto de vista experimental, la calorimetría nos permite  cuantificar qué tanto calor como una forma de la energía absorbida o desprendida está presente en una reacción. Determinar esta energía presente en una reacción es posible bajo dos condiciones termodinámicas; ya sea a presión constante,  o a volumen constante. (Palmer, 2012)

Para determinar experimentalmente en un calorímetro, la energía absorbida o desprendida de una reacción como es el caso particular del calor de disolución del carbonato de sodio, es conveniente primeramente plantear una ecuación del balance general de calor en el sistema, es decir:

Q ganado = Q perdido (1)

En esta ecuación es necesario distinguir, quién gana energía en el sistema y quién la cede. En el caso particular que nos plantea el proyecto experimental, la reacción de disolución, resulta de la forma:

A (s)  + B (ac)    → AB (ac)  + Q disolución   (2).Notamos que al disolverse el compuesto "A" en el disolvente "B"; esta reacción de disolución es la parte del sistema quecede el calor, y por lo tanto  la ecuación (1) se transforma en:

Q ganado = -Q disolución (3)

            Ahora, si analizamos "Qganado" éste debe corresponder a  la cantidad de calor que absorbe la parte del sistema calorímetro-agua contenida y además el soluto "A" que se agrega para realizar la reacción de disolución, por lo tanto tenemos que:

Q calorímetro + Q carbonato = -Q disolución (4)

                              Si el proceso se realiza a  "P = cte." entonces:

(m Cp ∆ T ) calorímetro + (m Cp ∆ T ) carbonato = -Q disolución (5)

K calorímetro + (m Cp ∆ T ) carbonato = - Q disolución (6)

Aquí  definimos los valores de "m Cp ΔT" como "K", la constante del calorímetro, que es la cantidad de calor que absorbe el calorímetro por grado de temperatura. El término siguiente corresponde al calor que absorbe el soluto (Na2CO3) cuando a éste se le incrementa la temperatura desde la temperatura ambiente hasta una temperatura mayor (a la temperatura de la transición hidrato-sal anhidra, en este caso particular aproximadamente 35ºC). Por lo tanto la ecuación (4) se transforma en la ecuación (6), la cual nos permite plantear el balance de calor en el calorímetro, para la reacción de disolución del carbonato de sodio (A), y así determinar el calor de disolución. (Moreno,2015)

2. MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES Calorímetro Vaso de precipitación Termómetro Probeta

REACTIVOS HCl NaOH Agua destilada

3. CALCULOS

FÓRMULA

∆ H S=−[ mc (t1−t0 )+E (t 1−t0)]

t1= temperatura de la solución.

t0= temperatura del solvente (H2O)

m= masa de la solución (100g H2O

C= 1 calg℃

E= Equivalente térmico del calorímetro (#1)

∆ HN (teórico)= -13 680 calmol

Calculo de la masa de la solvente

ρ=mV

msolvent e=1 gml

∗100 ml

msolvente=100 g