1°, 3 y 4 de septiembre 2015

LABORATORIO DE ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS PRÁCTICA 2

Termodinámica de la disolución del Hidróxido de Sodio Determinar el calor de dilución de un compuesto en un reactor de paredes adiabáticas (calorímetro).

NaOH(s) + H2O(l) Na+(ac) + OH-

(ac) En esta experiencia, se aplica la primera ley de termodinámica para encontrar el calor de dilución de la reacción que aparece arriba, se calculará la constante del calorímetro, el calor absorbido por el calorímetro y la entalpía de la reacción. En un sistema a presión constante, la primera ley de la termodinámica (1), se puede expresar como aparece en la ecuación (5):

(1) Integrando a presión constante se obtiene:

(2)

La entalpía se define: (3)

La ecuación (2) queda:

(4)

(5) El cambio de entalpía en función de la temperatura y la presión H:H(T,P), se describe:

(6)

Si la presión es constante dp = 0, y la ecuación (6) quedaría:

(7)

(8)

Sustituyendo (8) en (7) (9)

En el intervalo de temperaturas de trabajo en el laboratorio la Cp es constante, por lo que integrando la ecuación (9) se tendría:

(10)

ó (11)

ó

(12)

PROCEDIMIENTO Para realizar esta experiencia: Hay que encontrar la capacidad calorífica del recipiente de paredes adiabáticas (calorímetro), de la siguiente manera: calienta agua a 50° (Figura 1).

1

2

3

45 6

7

8

9

1 10

2

3

45 6

7

8

911

Figura 1. Calentar agua a 50°

Coloca 100 g de agua destilada a 30°C en uno de los recipientes de paredes adiabáticas(A) y 100 g de agua destilada a 50°C en el otro (B) (Figura 2), Registra las temperaturas cuando se tenga el equilibrio térmico en cada caso.

Figura 2. Recipientes de paredes adiabáticas

Vierte los 100 g de agua a 50°C en el recipiente A, (Calorímetro), Procura realizar este paso lo más rápido que puedas, tapa el recipiente y anota la temperatura cuando se alcance el equilibrio térmico (Figura 3). Con los datos experimentales que registraste, determina la capacidad calorífica del recipiente A (calorímetro).

50°C 30°C

A B

Figura 3. Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro

Coloca en el recipiente A (calorímetro), 100 g de agua destilada a la temperatura del laboratorio (~ 25°C), añade 5.0 g de NaOH, tápalo rápidamente y agita suavemente, espera que se obtenga el equilibrio térmico y registra la temperatura (Figura 4).

Figura 4. Determinación del calor de dilución del NaOH

Con los datos experimentales calcula:

La constante del calorímetro

El calor ganado por el agua fría

El calor absorbido por el calorímetro

El calor de dilución del hidróxido de sodio.

A NaOH

A