neutralizazio_beroa

Ordenadorez lagundutako esperimentazioa Saiakuntza: Neutralizazio-entalpia

FISIKA-KIMIKA MINTEGIA Aniturri BHI 1

Saiakuntza: Neutralizazio-entalpia Tenperatura sentsorea

Gaia Termokimika Materiala Kant. Erreaktiboak Kant. Tenperatura sentsorea 1 Azido klorhidrikoa (HCl) 2 M 100 ml Kalorimetroa 1 Sodio hidroxido (NaOH) 2 M 100 ml Probeta, 100 mL 2

AURREKO EZAGUTZAK

1. Termodinamikako kontzeptuak ezagutu: sistema eta ingurua; aldagaia eta estatu funtzioa.

2. Erreakzio kimiko endotermiko eta exotermikoak bereiztu.

3. Neutralizazio erreakzioa definitu.

4. Erreakzio kimiko baten entalpia aldaketa zertan datza ulertu.

HELBURUA

1. Erreakzio kimikoak bero igorpen edo xurgapenarekin gertatzen direla ikusi.

2. Azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren neutralizazio entalpia kalkulatu.

OINARRI TEORIKOA

Prozesu kimiko gehienetan energia truke bat gertatzen da sistema eta inguruaren artean. Termodinamika kimikoak energia truke horiek aztertzen ditu. Kasu gehienetan energia trukea bero trukean datza. Termokimikak erreakzio kimikoetan gertatzen diren bero trukeak aztertzen ditu.

Trukatutako beroaren arabera erreakzio kimikoak exotermiko (beroa askatzen dutenean) eta endotermikoetan (beroa xurgatzen dutenean) bereizten dira. Erreakzioan ez bada berorik ez askatzen ez xurgatzen termoneutroa deritzo, baina erreakzio horiek oso arraroak dira.

Ikuspuntu mikroskopikotik, bero askapena sistemako partikulen energia zinetikoaren handitzearekin erlazionatuta dago; aldi berean sistemaren energia potentziala txikitu egiten da produktuak erreaktiboak baino egonkorragoak direlako. Prozesu exotermiko baten ondoren, sistemaren entalpia txikiagoa izango da, hau da, ∆H<0.

Prozesu endotermikoetan partikulen energia zinetikoa txikitu egiten da eta sistemak beroa xurgatzen du eta sistemaren energia potentziala handitzen du, erreaktiboak produktuak baino egonkorragoak direlako. Ondorioz, prozesu endotermiko baten ondoren, sistemaren entalpia handitu egiten da, hau da, ∆H>0



Erreakzio batean trukatzen den beroa erreakzio gertatzen deneko baldintzen araberakoa da. Erreakzio gehienak presio konstantean egiten dira, eta modu horretan trukatutako beroa presio konstanteko erreakzio beroa, Qp, deritzo. Sistema itxi batean, eta sistemak gehienez espantsio edo konpresio lan bat egin edo jasaten badu, presio konstanteko erreakzio beroa entalpia aldaketaren, ∆H, berdina da.

Neutralizazio entalpia kalkulatzeko datuak zehatzak izan daitezen sistema isolatu egin behar da. Horretarako, laborategian kalorimetro izeneko tresna erabiltzen da.

Kalorimetro ideialak sistema eta inguruaren isolamendu osoa eragingo luke, baina errealitatean ez da hori gertatzen. Ondorioz, erreakzioaren entalpia kalkulatu aurretik kalorimetroaren ahalmen kalorifikoa edo ur baliokidea kalkulatu behar da. Horretarako, kalorimetroan masa jakineko eta tenperatura ezberdineko urak nahasten dira.

Erreakzioaren entalpia kalkulatzerakoan kalorimetroak xurgaturiko beroa kontutan hartu behar da. Guk ez dugunez kalorimetroaren ahalmen kalorifikoa kontutan hartuko lortutako neutralizazio-entalpia balioa benetazkoa baino txikiagoa izango da.

Saiakuntza honetan, disoluzioan dauden bi erreaktibo, azido klorhidriko eta sodio hidroxido, erreakzionaraziko dira. Erreakzio hori exotermikoa denez, disoluzioaren tenperatura igo egingo da. Tenperatura horrekin neutralizazio entalpia kalkulatu ahal izango dugu.

GOGORATU • Bata janztea.

• Ekipoaren erabilpenerako arretak jarraitzea.

• Erreaktiboak erabiltzean eta hondakinak botatzean hartu beharreko arretak.

PROZEDURA



Erabili tenperatura sentsorea azido klorhidrikoak sodio hidroxidoarekin ematen duen errakzioak gertatzen den tenperatura aldaketa neurtzeko. DataStudio erabiliko da datuen bilketa eta azterketa egiteko.

Datuak erabiliz, azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren neutralizazioaren erreakzio beroa kalkulatu.

I ZATIA: ORDENAGAILUA KONFIGURATZEA

1. Konektatu USB LINK kablea ordenagailuko USB portuan .

2. Konektatu sentsore USB LINK kablean.

3. Sentsorea konektatzean, programa martxan jartzen da. Ateratzen den leihoan klikatu “ejecutar Data Studio"

II ZATIA: MUNTAIA

1. Oinarria, euskarria, matxarda eta gomazko tapoia erabiliz, egin tenperatura sentsorearen muntaia, irudian bezala .

Matxarda Gomazko tapoia

Tenperaturasentsorea

Kalorimetroa

Inbutua



2. Jarri 100 ml HCl 2 M kalorimetroan.

3. Sartu tenperatura sentsorea disoluzioan. Itxaron 2 minutu tenperatura orekatu arte.

4. Neurtu 100 ml NaOH 2 M probeta batean.

Oharra: Bi disoluzioak tenperatura berean egon behar dute.

IIIA ZATIA: DATU-BILKETA 1. Dena prest dagoenean, hasi datu-bilketa.

2. Bost bat segundo ondoren, gehitu inbututik sodio hidroxido disoluzioa kalorimetroan dagoen azido klorhidriko disoluzioari.

3. Behatu tenperatura aldaketa datuen taulan edota neurgailu digitalean. Horretarako arrastatu zure datuak “tabla” edota “medidor digital” gainean.

4. Irabiatu kalorimetroko edukia tenperatura maximoa lortu eta jaisten hasi arte. Utzi datuak biltzeari.

5. Kendu kalorimetrotik tenperatura sentsorea eta garbitu

6. Kalorimetroan dagoen disoluzioak sodio kloruroa dauka eta harraskatik bota daiteke ur askorekin.

7. Garbitu kalorimetroa.

DATUEN ANALISIA Erabili taulako datuen analisirako tresna ( ) hasierako tenperatura, T0 eta tenperatura maximoa aurkitzeko.

Idatzi zure datuak Laborategiko Txostenean

KALKULUAK

1. Kalkulatu tenperatura-aldaketa neutralizazio erreakzioarentzat, ∆T.

2. Kalkulatu erreakzioan askatutako energia,Q, ondoko adierazpena erabiliz:

Q = ce•m•∆T

ce = 4,18 KJ/kg°C, eta d = 1000 kg/m3 dela suposatuz. Adierazi emaitza kJ-tan.

3. Aurkitu erreakzioak askatutako beroa (-Q ).

4. Kalkulatu erabilitako azido klorhidriko (HCl) eta sodio hidroxido (NaOH) molak.

5. Kalkulatu neutralizazio entalpiak moleko, ∆H=Q/mol (azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren arteko erreakzioaren molen erlazioa 1:1 denez, berdin dio batekin edo bestearekin egitea.



6. Kalkulatu zure emaitzaren errore erlatiboa jakinda azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren benetako neutralizazio entalpia – 57 kJ/mol dela.

100×−

=lioabenetakoba

alaesperimentlioabenetakobarε

Idatzi zure emaitzak Laborategiko Txostenean



LABORATEGIKO INFORMEA

Saiakuntza: Neutralizazio-entalpia

Datu-taula

Datuak Neurtutakoa

1 2.00 M HCl aren bolumena ml

2 2.00 M NaOH aren bolumena ml

3 Disoluzio osoaren masa kg

4 Hasierako tenperatura, T1 ºC

5 Bukaerako tenperatura , T2 ºC

6 Tenperatura aldaketa, ∆T ºC

Itsatsi hemen lortu duzun datuen taula eta grafikoa



Emaitza-taula (adierazi egiten dituzun eragiketa guztiak) Emaitzak Neurtutakoa

1 Beroa, Q kJ

2 Erreakzioak askatutako beroa -Q kJ

3 Molak mol

4 ∆H=-Q/mol kJ/mol

5 εr %



ONDORIOAK

1. Idatzi azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren neutralizazio erreakzioa.

2. Nolakoa da azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren neutralizazio erreakzioa, exotermiko ala endotermikoa?, zergatik?

3. Demagun praktika honetan lortzen diren emaitzak balio teorikoetatik oso desberdinak direla, zergatik gertatzen da hori, zure ustez? Nola hobetu daiteke?



KALORIMETROAREN UR BALIOKIDEAREN KALKULUA

1. Jarri kalorimetroan 100 ml ur giro tenperaturan, T1. Sartu tenperatura sentsorea eta utzi 3 minutu tenperatura orekatzen.

2. Inbututik gehitu 100 ml ur 40ºC ingurutan (apuntatu tenperatura, T2).

3. Behatu tenperatura aldaketa datuen taulan edota neurgailu digitalean. Horretarako arrastatu zure datuak “tabla” edota “medidor digital” gainean.

4. Irabiatu kalorimetroko edukia tenperatura maximoa lortu eta jaisten hasi arte. Utzi datuak biltzeari.

5. Kendu kalorimetrotik tenperatura sentsorea eta garbitu.

6. Erabili taulako datuen analisirako tresna ( ) hasierako tenperatura, T0 eta tenperatura maximoa aurkitzeko.

Ur beroak askatu duen beroa:

qaskatuta= mur beroa ce (T2-Tm)

Ur hotzak hartutako beroa:

qirabazia= mur hotza ce (Tm-T1)

Bi kopuru hauen arteko kenketak kalorimetroak xurgatu duen beroa emango digu:

qkalorimetro = qaskatuta (urak) – qirabazia (urak)

tenperatura aldaketa eta uraren bero espezifikoarekin zatituz kalorimetroaren ur baliokidea kalkulatzen da:

kalorimetroaren ur balikokidea = qkalorimetro /ce.(Tm-T1)



NEUTRALIZAZIO ENTALPIAREN KALKULUA KALORIMETROAREN UR BALIOKIDEA ERABILIZ

1. Kalkulatu tenperatura-aldaketa neutralizazio erreakzioarentzat, ∆T.

2. Kalkulatu erreakzioan askatutako energia,Q, ondoko adierazpena erabiliz:

Q = ce•(mdisoluzio+ mkalorimetro)•∆T

ce = 4,18 KJ/kg°C, eta d = 1000 kg/m3 dela suposatuz. Adierazi emaitza kJ-tan.

3. Aurkitu erreakzio-entalpia, ∆H (Gogoratu ∆H = -Q dela).

4. Kalkulatu erabilitako azido klorhidriko (HCl) eta sodio hidroxido (NaOH) molak.

5. Kalkulatu neutralizazio entalpiak moleko, ∆H/mol (azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren arteko erreakzioaren molen erlazioa 1:1 denez, berdin dio batekin edo bestearekin egitea.

6. Kalkulatu zure emaitzaren errore erlatiboa jakinda azido klorhidriko eta sodio hidroxidoaren benetako neutralizazio entalpia – 57 kJ/mol dela.

100×−

=lioabenetakoba

alaesperimentlioabenetakobarε

neutralizazio_beroa

Documents

Transcript of neutralizazio_beroa