LEY DE HESS
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LEY DE HESSRESUMEN: En el presente laboratorio se procedi a aplicar la ley de Hess en la neutralizacin del NaOH con el HCl en el cual se produjo cambio trmico, primero se procedi a determinar el calor de disolucin del NaOH, luego una solucin de la misma se neutraliz con otra de HCl(ac) con lo cual se obtuvo un calor de neutralizacin, finalmente se hall directamente el calor de disolucin con el de neutralizacin de la reaccin agregando NaOH(s) a una solucin de HCl(ac).FUNDAMENTO TERICO:Ley de Hess:Ley de Hess, tambin llamada ley de la constancia de las sumas de los calores de reacciones, es tambin una ley bsica de la termoqumica; esta dice: si de las sustancias iniciales se pueden obtener los productos finales dados por diferentes trayectorias, entonces el calor total del proceso por cierta trayectoria es igual al calor total del proceso por otra trayectoria cualquiera, es decir, no depende de la trayectoria del paso desde las sustancias iniciales hasta los productos de la reaccin. El gran significado de la ley de Hess consiste en que, aplicndola se puede calcular el calor desconocido de la reaccin, mediante combinacin de las ecuaciones estequiomtricas y los calores de otras reacciones estudiadas por la termoqumica. Al hacer esto, es necesario solamente comparar los calores de las diferentes reacciones en iguales condiciones.[1]
PARTE EXPERIMENTAL:Experimento N 1: 1. Se determin la masa del calormetro.2. Se introdujo aproximadamente 100 mL de agua en el interior del calormetro, se pes y termostatiz.3. Se agreg 4 g de NaOH(s) en el calormetro y se tap rpidamente. Se agit para ayudar a la disolucin y se registr cada 30 segundos la temperatura hasta que se obtuvo un valor constante.4. Se enjuag varias veces el calormetro al terminar el experimento.Experimento N 2:1. Se dej termostatizando en dos probetas 50 mL de HCl(ac) 2,0 M y 50 mL de NaOH(ac) 2,0 M, luego se trasvas uno al calormetro y el otro a un vaso de caf previamente pesado, controlando la temperatura de ambas soluciones.2. Al tener la misma temperatura se trasvasaron al calormetro, se tap rpidamente, se agit y se anot la temperatura cada 30 segundos hasta obtener una temperatura prcticamente constante.3. Se enjuag varias veces el calormetro al terminar el experimento.Experimento N 3:1. Se coloc 100 mL de HCl(ac) 1,0 M en el calormetro y se pes. Se termostatiz.2. Se agreg 4 g de NaOH(s) en el calormetro y se tap rpidamente. Se agit suavemente para ayudar a la disolucin y se registr cada 30 segundos la temperatura hasta que se obtuvo un valor constante.3. Se enjuag varias veces el calormetro al terminar el experimento.DATOS OBTENIDOS:Experimento N 1: Tabla N 1: Mediciones cuantitativas. Hdisolucin = -44,5 KJ/mol [2]m (g)T (C)c (J/gC)C (J/g)
Solucin102,0919,928,84,18---
Calormetro---19,928,8---5,313
NaOH4------------
Experimento N 2: Tabla N 2: Mediciones cuantitativas. Hneutralizacin = -56,3 KJ/mol [3]n (mol)m (g)T (C)c (J/gC)C (J/g)
Solucin---104,8521,434,64,18---
Calormetro------21,434,6---5,313
HCl / NaOH0,1---------------
Experimento N 3: Tabla N 3: Mediciones cuantitativas. Hdisolucin y neutralizacin = -100,8 KJ/mol (por Ley de Hess)n (mol)m (g)T (C)c (J/gC)C (J/g)
Solucin---104,1921,543,54,18---
Calormetro------21,543,5---5,313
HCl / NaOH0,1---------------
Clculos: Clculo de la entalpa de disolucin del NaOH:H1 + qcalorimetro + qsolucin = 0H1+ Ccalormetro (T2 T1) + msolucin x Csolucin x (T2 T1) =0H1 + 5,313 x (28,8 19,9) + 102,09 x 4,18 x (28,8 19,9) =0H1 = 3845,24 JHm,1 = 3845,24/0,1 = - 38,5 KJ/mol%error = [(-44,5 + 38,5)/(-44,5)] x 100%%error = 13,48 %
Clculo de la entalpa de neutralizacin del NaOH(ac) con HCl(ac):H2 + qcalorimetro + qsolucin = 0H2+ Ccalormetro (T2 T1) + msolucin x Csolucin x (T2 T1) =0H2 + 5,313 x (34,6 21,4) + 104,85 x 4,18 x (34,6 21,4) =0H2 = 5855,34 JHm,2 = 5855,34/0,1 = - 58,6 KJ/mol%error = [(-58,6 + 56,3)/(-56,3)] x 100%%error = 4,08 % Clculo de la entalpa de disolucin y neutralizacin del NaOH con HCl(ac)H3 + qcalorimetro + qsolucin = 0H3+ Ccalormetro (T2 T1) + msolucin x Csolucin x (T2 T1) =0H3 + 5,313 x (43,5 21,5) + 104,19 x 4,18 x (43,5 21,5) =0H3 = 9698,20 JHm,3 = 9698,20/0,1 = - 97,0 KJ/mol%error = [(-100,8 + 97,0)/(-100,8)] x 100%%error = 3,77 % Por Ley de Hess:Hm,3 = Hm,1 + Hm,2Hm,1 + Hm,2 = - 38,5 - 58,6 = - 97,1 KJ/molHm,3 = - 97,0 KJ/molConclusin: Se comprob experimentalmente que en las reacciones en las cuales se produzcan cambios trmicos se cumple la ley de Hess, la cual est enunciada en los fundamentos tericos.
Referencias Bibliogrficas: [1] Kiseliov, Curso de qumica fsica, tomo I, editorial MIR, Mosc, 1971, Pg.: 62 -67[2] Lide, CRC Handbook of chemistry and physics, 90 edicin, Editorial Advisory board, California, 2010, Seccin: 5-86.[3] Kotz, Qumica y reactividad qumica, 6 Edicin, editorial Thomson, Mxico, 2005, Pg.: 224