Fiqui Termo 2º

8/11/2019 Fiqui Termo 2

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUMICA E INGENIERA QUMICA

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FISICOQUMICA

LABORATORIO DE FISICOQIMICA I

TERMOQUMICA

PROFESOR:

GARCA VILLEGAS, Victor

INTEGRANTES:

1. Echevarria Urbizagastegui Enzo Eder 13070169

2. Gonzles Caramantin Carloz Jhozimar 13070098

Fecha de realizacin de la prctica: Martes 09 de Setiembre del 2014

Fecha de entrega de informe: Martes 16de Setiembre del 2014

Lima-Per

2013-II

MAR02FQ1-A


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Universidad Nacional Mayor de San Marcos

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ContenidoRESUMEN.. ..... ..1

INTRODUCCIN...........3

FUNDAMENTOS TEORICOS ..............................................................4MATERIALES Y REACTIVOS..5

DETERMINACIN EXPERIMENTAL......6-7

CLCULOS Y RESULTADOS........................................................ 7-12

DISCUCIN DE RESULTADO......13

CONCLUSIONES.14

CUESTIONARIO.15 -16

BIBLIOGRAFA.17


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RESUMEN

La presente experiencia est realizada a una presin de 756 mmHg, adems deuna temperatura de 19 Centgrados y una humedad de 98%.

El objetivo de esta prctica determinar de forma experimental el calor especfico,de la misma manera la determinacin de calor de solucin y neutralizacin y losefectos que ocasionan cuando una reaccin es exotrmica o endotrmica, paraello se ha elaborado y obtenido resultados experimentales en el presenta informe.En primer lugar procedimos a estandarizar el NaOH Y HCl con Biftalato de potasioy con el NaOH corregido.

Luego vamos a hallar la capacidad calorfica del calormetro armando un sistema

con un termo, corcho, agitador y una pera. Usaremos agua a temperatura deambiente dentro del termo y agua helada en la pera, luego tomamos datos de lastemperaturas y procedemos con los clculos correspondientes.

Despus hallamos el calor de neutralizacin de solucin de NaOH con solucin deHCl, hicimos los clculos tal que se da la neutralizacin con una suma de 200 ml;armamos el sistema igual y procedemos a los clculos respectivos.

Para finalizar nos dimos cuenta que hubieron errores en la determinacin de C yde Qrxn principalmente a causa del mal manejo del termmetro ya que se notaba

que estaba un poco defectuoso y no tan exacto.


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INTRODUCCIN

En el presente informe determinaremos el calor especfico que viene a ser

El valor de la capacidad calorfica por unidad de masa se conoce como calor espe

cfico, tanto del agua como tambin de la fruta (pera), previamente habiendo

hallado el equivalente en agua del calormetro.

Luego se proceder a determinar el calor de solucin o disolucin que viene a ser

de 2 tipos exotrmicas o endotrmicas en donde cada una est relacionada a la

liberacin y absorcin de calor respectivamente, los cuales estn directamente

relacionados a la variacin de la entalpia de su estado inicial a su estado final,

dicho calor es denominado como calor integral de disolucin. Y el calor de

neutralizacin que 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.


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FUNDAMENTOS TEORICOS

Termoqumica:

La termoqumica estudia los cambios energticos ocurridos durante las reaccionesqumicas. El calor que se transfiere durante una reaccin qumica depende de latrayectoria seguida puesto que el calor no es una funcin de estado. Sin embargo,generalmente las reacciones qumicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo quesimplifica su estudio. La situacin ms frecuente es la de las reacciones qumicasrealizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpa queacompaa a la reaccin y se denomina "entalpa de reaccin". La entalpa es unafuncin de estado, luego su variacin no depende de la trayectoria.


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MATERIALES Y REACTIVOS

MATERIALES.-

Vasos de precipitados

Termo con tampn de corcho

Termmetro digital

Probeta

Balanza analtica

Agitador

Matraz Erlenmeyer

REACTIVOS.-

HCl a 0.8N

Biftalato de K

NaOH a 0.2 N

Fenoftaleina

HCl NaOH H2SO4


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DETERMINACIN EXPERIMENTAL:1. Capacidad Calorfica del Calormetro.

a Armamos el sistema como muestra la siguiente imagen.

b Colocamos 100 mL de Agua en el termo, y el mismo volumen de aguahelada (entre 3-6 C).c Tomamos las temperaturas exactas de ambas aguas, tanto en el termo,

como el agua helada de la pera, e inmediatamente abrimos la llave de lapera y dejamos caer toda el agua helada, midiendo la temperatura cada 10segundos, agitando constantemente, y parar cuando la temperatura tomeun valor constante.

2. Calor de Neutralizacin de la solucin 0.2 N de NaOH con solucin 0.8Nde HCl.

a En primer lugar procedimos a determinar las concentraciones exactas deambas soluciones, valorando la base con biftalato de potasio y el cido conla base.

b Luego procedimos a calcular los volmenes de las soluciones de hidrxidoy cido necesarios para producir la neutralizacin, lo cual realizamos conun clculo sencillo al igualar Eq-g, tales que sumados den 200 mL.

Pera

Agitador

Corcho

Termmetro

Termo(aislante)


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Nota: Cabe recalcar que usamos las concentraciones corregidas, halladasen la parte 2.a.

c Secamos el termo, y colocamos en este el volumen de base calculados, yen la pera el volumen de cido.

d Medimos las temperaturas exactas de ambas soluciones.

e Dejamos caer el cido sobre la base, y procedemos a medir la temperaturacon un intervalo de 10 seg., observamos que la reaccin es inmediata yque T es inmediata.

CLCULOS Y RESULTADOS1. Determinacin de las temperaturas de equilibrio.

Grfica 1Temperatura V.S Tiempo para el H2O temp. Amb. Y el H2O Helada


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Grfic a 2Temperatura V.S Tiempo para la Neutralizacin

2. Capacidad calorfica del Calormetro

Datos registrados cada 10 s. para el equilibrio trmico:

Tiempo(s) Temperatura(C)

10 15.4

20 13.430 13

40 13

50 13

60 13


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Cuadro de datos :

TEMPERATURA AGUA

FRIA Tf

TEMPERATURA AGUA

HELADA Th

TEMPERATURA DE

EQUILIBRIO Te

19.1C 5.6C 13

Calor ganado (QG) + Calor perdido (QP) = 0

() () ()

Asumiendo:

Densidad del H2O= 1g/mLCe = 1cal/ gC

Reemplazando obtenemos:

( )

( ) ( )

( )

3. Capacidad Calorfica de todo el sistema(Csist) incluyendo el aguaheladaEstar dado por :

Csist=C+CH2O

Csist=C+mtotal.CeH2O

Csist=

+


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Csist=200.21

4. Para la reaccin Qumica(Neutralizacin): Calor liberado por cada

mol de agua producida.

Rxn. De Neutralizacin:

NaOH + HCl NaCl+H2O

4.1 Clculo de la normalidad corregida del NaOH.

4.1.1 Clculo de la masa aproximada a usar de Biftalato de potasioen base a 10mL de NaOH.

#Eq-g NaOH = #Eq Biftalato de K

=

0.2 x 10.m =

W Biftalato de K 0.40844g.

4.1.2 Clculo de la normalidad Corregida del NaOH.

WBiftalato de K 0.4028 g.Volumen gastado de NaOH 10.8 mL

#Eq-g NaOH = #Eq Biftalato de K

N NaOHcorregidaxVNaOH=

N NaOHcorregidax10.8.m=


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N NaOH.corregida= 0.1826

4.2 Clculo de la normalidad corregida del HCl.

Volumen gastado de NaOH 13.1mLVolumen usado de HCl 3mL

#Eq-g NaOH = #Eq-g HcL

N NaOHcorregidaxVNaOH= N HClcorregidaxVHCl

0.1826x13.1m= N HClcorregidax3m

N HCl.corregida= 0.7974

4.3 Clculo de los volmenes del cido y la base necesarios para laneutralizacin, tales que sumados den 200mL.

N NaOHcorregidaxVNaOH= N HClcorregidaxVHCl

0.1826(200-X) = 0.7974X

X=37.2653

Datos registrados cada 10 s. para el equilibrio trmico:

Tiempo(s) Temperatura(C)

10 22

20 22

30 22

40 22

50 22

60 22

Volumen de HCl 37mLVolumen de NaOH 163mL


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Cuadro de datos :

TEMPERATURA DEL

HCl

TEMPERATURA DEL

NaOH

TEMPERATURA

PROMEDIO Tp

TEMPERATURA DE

EQUILIBRIO Te

20C 20C 20C 22

Qrxn =()

Qrxn =

()

Qrxn =

=56137.92

4.4 Error experimental del Calor de Reaccin(Qrxn)

%E=

()

error por defect

Valor terico del calor desarrollado por mol deagua formado Qt

Qp / mol agua = Hf = 13680 cal / mol

Valor experimental del calor desarrollado por molde agua formado Qe

Qp / mol agua = Hf = 13473.1cal / mol


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DISCUSIN DE RESULTADOS1. Determinacin de las temperaturas de equilibrio.

En esta parte del informe Realizamos la grficas Temperatura vs Tiempo,tanto para la determinacin de la Capacidad Calorfica del Calormetro,

como para la determinacin del calor de reaccin.

En el grfico 1( Determinacin de la capacidad calorfica del Calormetro),podemos observar que al mezclar el agua helada con el agua caliente, latemperatura va disminuyendo de a pocos, tal que al transcurrir unos 30 s.podemos asegurar que ha llegado a la temperatura de equilibrio la cul esde 13C.

En cuanto a la grfica 2( Determincacin del calor de Rxn.), podemos verque pasados 10s. la temperatura se mantiene constante, habiendo

aumentado de 20 C a 22C( Temperatura de equilibrio), esto es muysencillo de explicar ya que cuando un cido fuerte se neutraliza con cidofuerte, el pH experimenta una brusca variacin justamente en el punto deequivalencia, y esto hace que la reaccin sea inmediata.

2. Capacidad calorfica del del Calormetro

Una vez hallada la temperatura de equilibrio, vamos a proceder a calcular laCapacidad calorfica del calormetro, mediante el balance de calor, caberecalcar que el valor hallado puede presentar algunos pequeos errores, ya

que utilizamos el termmetro digital, el cual es un poco menos exacto(segn el profesor).

3. Capacidad Calorfica de todo el sistema(Csist) incluyendo el aguaheladaEn esta parte hallamos Csist. El cul considera la masa total del agua( 200g.), porque es la cantidad contenida y usada por el calormetro.


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5. Para la reaccin Qumica(Neutralizacin): Calor liberado por cadamol de agua producida.Lo primero que hacemos al momento de querer saber el Calor de reaccin,es corregir las normalidades tanto del cido como de la base, antes quetodo debamos saber que masa de Biftalato usar, por lo que asumimos quequeramos gastar unos 10 mL de NaOH, y con ello hallamos la masa aprox.De Biftalato que se requera pesar.Hallamos que deberamos pesar 0.40844g. de Biftalato; sin embargo,pesamos 0.4028g., lo cual no importaba ya que la masa solo esaproximada, porque la normalidad considerada para el clculo tambin esaprox., luego al titular podimos hallar recin la Normalidad corregida delNaOH.Luego, debamos de hallar la normalidad corregida del HCl, y teniendo enconsideracin que las concentraciones del cido, como de la base eran 0.8

y 0.2 aprox. Partimos de 3 mL de cido, luego titulamos esta cantidad,dndonos as na Normalidad corregida del cido.Finalmente, calculamos la cantidad necesario de cido y base para queocurra la rxn. Tal que den 200mL, y con ello pudimos hallar el Calor dereaccin el cual nos dio un valor de 13473 Cal/C , pero como sabemos esuna rxn. De Neutralizacin, por lo tanto es una reaccin exotrmica, laEntalpia de reaccin ser -13473 Cal/C. Cabe mencionar que uno de loserrores en el cual pudimos caer fue en mal manejo de los instrumentos,principalmente el termmetro, instrumento con el cual tena defectos, ypodemos observar en un clculo posterior en el cul hallamos en base a

las entalpias,un error por defecto de 0.015%.

CONCLUSIONES

El Calor es una forma de energa que se transfiere entre dos sistemas(Agua fra y helada) debido al cambio de temperatura

El calor de neutralizacin es numricamente igual a la entalpia deneutralizacin

El cambio de temperatura cuando se mezcla el cido y la base esinmediata.

El cambio de T despus de la rxn permanece constante, o sea, en elequilibrio.

El calor de neutralizacin de un sistema cido-base fuerte, depende de lanaturaleza del cido y de la base, as como de la temperatura, yconcentracin.


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CUESTIONARIO1-. Explicar brevemente sobre los dist intos t ipos de calores de

neutral izacin.

El calor de neutralizacin es el calor intercambiado en la reaccin entre un cido yuna base, a temperatura y presin determinadas, para formar .Por ejemplo, sepuede representar la reaccin entre el cido clorhdrico con hidrxido de sodiomediante la siguiente ecuacin

HCl (ac) + NaOH (ac) NaCl (ac) + H2O (l)

En el caso de los cidos y bases fuertes muy diluidas, el calor de neutralizacinpuede considerarse independiente de la naturaleza qumica de los reactivosdebido a que cuando reaccionan, oxidrilos y protones ya se encuentransolvatados. As, la reaccin es siempre la misma:

H3O++ OH- 2 H2O

2.-Estab lezca la relacin ent re H y U para una reaccin en fase gaseos a y

determine el H y U para la obtencin d el amoniaco a part i r de sus

elemento s en fase gaseos a.

H = U + P V, donde P, V, U son funciones de estado. El trmino P V

representa un trmino de trabajo.

En la mayora de las reacciones qumicas, el cambio de volumen es pequeo por

lo que qp no difiere mucho de qv. En general la variacin de entalpa es

aproximadamente igual a la variacin de energa interna en la mayor parte de los

procesos donde solo intervienen slidos y lquidos.

En las reacciones que intervienen gases, si se considera que estos son ideales, P

V = n R T y sustituyendo en la expresin: U = H - P V

qv= qp-P V = qp - n R T, donde n es la variacin en el nmero de moles de

las sustancias gaseosas que intervienen en la reaccin (n de moles de productos

- n de moles de reactivos), R es la constante de los gases y T es la temperatura

absoluta.


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3.-Ind ique el proc edimien to a seguir para determin ar el H de una reacc in a

temperat ura d iferen tes de la estndar.

Aunque la entalpa puede medirse, de hecho, a cualquier temperatura y presin, se ha tomado

el acuerdo de considerar condiciones normales o estndar a 25 C (298 K) y 1

atm. Cuando la entalpa se mide en estas condiciones de presin y temperatura se

habla de entalpa estndar y se denota con el smbolo H.1

La diferencia de calor, o ms exactamente el cambio de entalpa que se da en una

reaccin se calcula la siguiente expresin:

Hr = H (productos) - H (reactivos)

La letra () es frecuentemente utilizada para manifestar un cambio o variacin,

en consecuencia la expresin Hr se refiere a la variacin de una entalpa enuna reaccin qumica. Por su parte la letra (sigma mayscula) se usa para

expresar una suma.
http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_est%C3%A1ndar_de_reacci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_est%C3%A1ndar_de_reacci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_est%C3%A1ndar_de_reacci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_est%C3%A1ndar_de_reacci%C3%B3n#cite_note-1


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BIBLIOGRAFA

LIBROS CONSULTADOS:

MARON Y PRUTTON, Fundamentos de Fisicoqumica, editorial Limuza, Dcima

quinta reimpresin.

PONZ MUZZO GASTON Tratado de Qumica Fsica 2da edicin 1985.

PGINAS CONSULTADAS:

www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico1.pdf

http://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico2.pdf

http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_termo/conserv_energia_calor2k1.pdf
http://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico1.pdfhttp://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/fico1.pdf

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