UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y

AMBIENTAL

ESCUELA DE PETRLEOS

INFORME DE LABORATORIO N 5

NOMBRE: Quezada Espinosa David Andrs. FECHA: 2014_06_04

PROFESOR: Dr. Bolvar Enrquez. CURSO: Cuarto

1. Tema: Calor de Neutralizacin.

2. Objetivos:

2.1. Objetivo General

Determinar el calor de neutralizacin de una reaccin cido-Base.

2.2. Objetivos Especficos

Determinar la ecuacin del calor de neutralizacin y sus unidades.

Establecer el tipo de reaccin entre un cido y una base.

Elaborar el anlisis dimensional para el calor de neutralizacin.

3. Marco Terico

Qu es el Calor de Neutralizacin?

El calor de neutralizacin es definido como el calor producido cuando un

equivalente gramo de cido es neutralizado por una base. El calor de

neutralizacin tiene un valor aproximadamente constante, en la

neutralizacin de un cido fuerte con una base fuerte, ya que en esta

reaccin se obtiene como producto en todos los casos un mol de agua,

que es formada por la reaccin:

+ + + 2

3+ 22

Las reacciones que ocurren durante un proceso pueden ser

endotrmicas, si absorben calor, o exotrmicas, si desprenden calor.

Los cambios endotrmicos se expresan con signo positivo, y los

cambios exotrmicos con signo negativo, de acuerdo con la primera ley

de la termodinmica. El cambio de entalpa ocurrido en la reaccin

directa es exactamente opuesto en la reaccin inversa. Este efecto

trmico es el mismo sin importar si la reaccin ocurre en una o varias

etapas. La magnitud del cambio depende de la constitucin, el estado

fsico de reactivos y productos y de la expresin estequiomtrica.

Los calores de neutralizacin pueden determinarse por mediciones

calorimtricas directas, a partir de mediciones en serie efectuadas sobre

soluciones de concentraciones finitas que Progresivamente se van

diluyendo y extrapolando a dilucin infinita.

Qu reaccin se produce al mezclar estas dos soluciones (cido-

base)?

Una reaccin cido-base o reaccin de neutralizacin es una reaccin

qumica que ocurre entre un cido y una base produciendo una sal y agua.

La palabra "sal" describe cualquier compuesto inico cuyo catin

provenga de una base (Na+ del NaOH) y cuyo anin provenga de un cido

(Cl- del HCl). Las reacciones de neutralizacin son generalmente

exotrmicas, lo que significa que desprenden energa en forma de calor.

Se les suele llamar de neutralizacin porque al reaccionar un cido con

una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.

Reaccin Exotrmica.

Se denomina reaccin exotrmica a cualquier reaccin qumica que

desprenda energa, ya sea como luz o como calor,1 o lo que es lo mismo: con

una variacin negativa de la entalpa; es decir: -H. El prefijo exo significa

hacia fuera. Por lo tanto se entiende que las reacciones exotrmicas

liberan energa. Considerando que A, B, C y D representen sustancias

genricas, el esquema general de una reaccin exotrmica se puede escribir

de la siguiente manera:

A + B C + D + calor

Ocurre principalmente en las reacciones de oxidacin. Cuando stas son

intensas pueden generar fuego. Si dos tomos de hidrgeno reaccionan

entre s e integran una molcula, el proceso es exotrmico.

cido Sulfrico

24 + 2 2(4) + 22 +

2+ + 2+ + 22+ + 42+ 2+ + 4

2+22 +

cido Clorhdrico

+ + 2 +

+ + + + + + + + 2 +

Ecuacin del calor de neutralizacin y anlisis dimensiona

2 2

2

3 1 3 2 3 1

1 2 3

0

(T ) (T ) (T )

,

a b sistema n

n a H O b H O

n

a b

H O

U Q W cuando W

U U U Q

Q m C T m C T Eqt T

Q calor deneutralizacin

m ym masas del cido ybase

T T yT temperaturasmedidas

C calor especficodel agua

Eqt Equivalentetrmic

odel calormetro

N

N

calH

mol

JH

mol

2

2

N

N

N

Q J

Q Nm

mQ kg

s

4. Montaje del equipo.

4.1. Diagrama del experimento

1

1

3

4

5

2

1

4.2. Materiales.

1. Vaso de precipitacin

(24) 2. Vaso de precipitacin

() 3. Calormetro.

4. Termmetro.

5. Embudo.

5. Procedimiento.

Medimos 30 g de NaOH para preparar la solucin.

Disponemos de los 30 g de NaOH en un matraz aforado con 250 mL.

Elaboramos la solucin de 24, para ello se mide 41,67 mL de cido

sulfrico.

Trasvasamos los 41,67 mL de cido sulfrico en un matraz con 250 mL

de agua.

Se enfran los dos matraces mediante el contacto con agua fra.

6. Datos experimentales

CIDO BASE NEUTRALIZACIN

t(s) T(C) t(s) T(C) t(s) T(C)

0 25 0 27 0 36

30 25 30 26 30 35

60 25 60 25 60 35

90 25 90 25 90 35

120 25 120 25 120 35

150 25 150 25 150 35

180 25 180 25 180 34

210 25 210 25 210 34

240 25 240 25 240 34

270 25 270 25 270 34

300 25 300 25 300 34

T media 25 T media 25.27 T media 34.64

Temperatura del H2SO4 (T1) 25C

Temperatura de la base NaOH (T2) 25,27C

Temperatura de Neutralizacin (T3) 34.64C

Equivalente trmico del calormetro 44.33cal/C

7. Clculos

7.1. Calcular la masa de las soluciones cidas

2 4

2 4

( )( )

( )( )( )

mol gr(3 )(98,08 )(0,040L)

11,77

H SO

H SO

mM

PM V

m M PM V

mL mol

m gr

7.2. Calcular la masa de la solucin bsica.

( )( )

( )( )( )

(3 )(40 )(0,040L)

4,8

NaOH

NaOH

mM

PM V

m M PM V

mol grm

L mol

m gr

7.3. Masa total y moles totales.

2 4

2 4

2 4

11,77 4,8

16,57

11,770,12

98,08 /

4,80,12

40 /

(0,12 0,12) mol

0,24

t H SO NaOH

t

t

H SO

NaOH

t H SO NaOH

t

t

m m m

m gr gr

m gr

grn mol

gr mol

grn mol

gr mol

n n n

n

n mol

7.4. Calcular el calor de neutralizacin.

11,77 .1 (34,64 25) C 4,8 1 (34,64 25,27) 44,33 (34,64 25) C

585,78

585,780,24

2440,75

n

n

n

cal cal calQ gr gr C

gr C gr C C

Q cal

calH Q

mol

calH

mol

7.5. Realizar el anlisis dimensional del calor de neutralizacin.

2 21 3 1 1 3 1 3 1

2 2 2

2 2 2

22 2

2

2 22 2 1

. .( ) . .( ) ( )

[ ][ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]

[ ] [ ]

[ ][ ]

[ ]

n H O H O cal

n

n

n

t

Q m C T T m C T T Eq T T

L L LQ M T M T M T

T T T T T T

LQ M ML T

T

QH

n

ML TH ML T mol

mol

8. Tabla de resultados.

Masa del H2SO4 11.77 g

Masa del NaOH 4.8 g

Volumen H2SO4 3M 40 ml

Volumen NaOH 3M 40 ml

Temperatura del H2SO4 25C

Temperatura de la base NaOH 25,27C

Temperatura de Neutralizacin 34.64C

Equivalente trmico del calormetro 44.33 cal/C

Calor de neutralizacin cido-base 2440, 75 cal/mol

9. Conclusiones

El calor de neutralizacin de un sistema cido-base obedece a la naturaleza

del cido y de la base, como tambin de la temperatura y de la

concentracin.

La transicin de la temperatura de un cuerpo indica la prdida o ganancia de

calor de dicho cuerpo.

La neutralizacin de un cido con una base es una reaccin exotrmica, libera

energa. 10. Recomendaciones.

Que se tenga precaucin al momento de masar el cido y la base.

Que se realice las mediciones de temperatura en el respectivo tiempo y asi

evitar grandes errores.

Que el equipo de medicin est en las aptas condiciones para evitar

dificultades en la prctica.

11. Bibliografa

BOLIVAR E, Gua de laboratorio Fisicoqumica. Universidad Central del

Ecuador, Facultad de Ingeniera en Geologa, Minas, Petrleos y Ambiental,

Quito Ecuador.

CALOR DE NEUTRALIZACIN,

http://pendientedemigracion.ucm.es/info/QCAFCAII/Doppler-

Lissajous/Pagina-web/Practicas/Practicas-fqi/teoria8.html

12. Anexos.

CUESTIONARIO

1. Qu es un calormetro?

Es un instrumento que se utiliza para calcular las cantidades

de calor entregadas o recibidas por los cuerpos. Sirve para establecer

el calor especfico de un cuerpo.

2. Qu es el calor de neutralizacin?

Es el calor generado cuando un cido reacciona con una base para

producir agua, el proceso de neutralizacin comprende nicamente la

combinacin del ion hidrgeno e hidroxilo para formar agua no ionizada.

3. Qu es el calor de reaccin?

Es la cantidad de energa calorfica que el sistema cede o absorbe para

que la temperatura contine constante durante todo el proceso de la

reaccin qumica.

4. De qu se trata la entalpa de las reacciones?

Es la energa intercambiada en forma de calor con el entorno cuando se

produce una reaccin a presin constante. Se mide en o en de

la reaccin tal como est escrita su ecuacin qumica, o respecto a alguno

de los compuestos que intervienen en la reaccin.

5. Qu reaccin se produce cuando se aade una solucin cida

fuerte y una solucin bsica?

Se provoca una reaccin cido-base o reaccin de neutralizacin.

6. Deducir la ecuacin del calor de neutralizacin?

2 2

2

3 1 3 2 3 1

1 2 3

0

(T ) (T ) (T )

,

a b sistema n

n a H O b H O

n

a b

H O

U Q W cuando W

U U U Q

Q m C T m C T Eqt T

Q calor deneutralizacin

m ym masas del cido ybase

T T yT temperaturasmedidas

C calor especficodel agua

Eqt Equivalentetrmic

odel calormetro

7. Anlisis dimensional del Qn

2

2

2

2

2 2

N

N

N

N

N

Q J

Q Nm

mQ kg

s

LQ M

T

Q ML T

8. Caractersticas de las soluciones cidas.

Tiene un pH de 0 a 6.5

Se disocian como H+

Son corrosivos

Tienen sabor agrio

Conducen la corriente elctrica

Reaccionan con las bases formando sustancias diferentes.

9. Caractersticas de las soluciones bsicas

pH de 7.5 a 14

Se disocia como OH

Son corrosivos

Tienen sabor amargo

Conducen la corriente elctrica

Dejan el papel tornasol azul

10. Ejemplos de cidos y bases (por lo menos 5 de cada uno).

cidos:

cido Ntrico (HNO3,) cido Clorhdrico (HCL), cido Fosfrico (H3PO3),

cido Ctrico (C6H8O7), cido Sulfrico (H2SO4), cido Brico (H3BO3),

cido Acetil Saliclico (C8H6O4), cido Actico (C2H4O2), cido

Lctico (C3H6O3).

Bases:

Hidrxido de Sodio (NaOH), Hidrxido de Potasio (KOH), Hidrxido de

Aluminio (Al(OH)3), Amoniaco (NH3), Hidrxido de Amonio (NH4OH),

Hidrxido de Calcio (Ca(OH)2), Hidrxido de Litio (LiOH), Hidruro de Sodio

(HNa), Hidrxido de Cromo (Cr(OH)3)

11. Qu es el calor de disolucin?

Es el calor absorbido o liberado, cuando la presin es constante, al diluir

un mol de soluto en n moles de disolvente.

12. Qu es el calor molar de neutralizacin?

Es el calor que resulta de la reaccin de neutralizacin de un mol de cido

por un mol de una base, estando estas en solucin acuosa.