• Author / Uploaded
• JHOZSUE

• Categories
• Solubilidad
• Calor
• Mecánica de Medios Continuos
• Termodinámica
• Química

Citation preview

LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA I - UNIVERSIDAD DE NARIÑO DETERMINACIÓN DE ENTALPIA DE DISOLUCIÓN DEL ÁCIDO BENZOICO . Palabras clave: solubilidad, entalpia, concentración. Resumen. Se determinó la solubilidad del ácido benzoico realizando una disolución de 2,00g de este acido en 200ml de agua, se llevó a 70 ºC y se tomaron alícuotas de 10 ml cada 6 ºC los cuales se titularon con hidróxido de sodio 0,1N, con el número de moles resultantes y la temperatura se determinó un calor de disolución de 16,7Kj/mol. Introducción. Una solución ideal es aquella en que la energía de enlace entre átomos diferentes es igual al promedio de la energía de enlace entre átomos de la misma especie, lo cual lleva a que no haya cambio de volumen al mezclarse los componentes puros, a que la entalpía de mezclado sea cero y a que la presión parcial de cada componente sea proporcional a su fracción molar [1]. Este tipo de solución es muy poco común y se da entre elementos o compuestos con pesos moleculares, tamaños atómicos, parámetros de red y estructuras electrónicas casi idénticos. El modelo se basa en la ley de Raoult para soluciones: “La presión de vapor del componente i, pi , es igual al producto de su fracción molar en la solución, Xi , y la presión de vapor de i puro, p°i, a la temperatura de la solución”[2] En esta práctica se determinó la dependencia de la solubilidad con la temperatura en una mezcla binaria y el calor de disolución del soluto en una disolución ideal. Metodología. Se siguió la guía n°6 (SOLUBILIDAD DE ACIDO BENZOICO EN AGUA). [3]

La los datos presentan una tendencia lineal con un R2=0,9712 lo que indica que es bueno el ajuste. La ecuación de la recta es la siguiente:

y=−2008,6 x+ 2,9239 Donde

y : ln ( conc . A . B ) ; x : elinverso de la temperartura La ecuación de la recta se la comparo con la siguiente ecuación:

Resultados y discusión. En la siguiente tabla se muestra los valores de las titulaciones y las concentraciones obtenidas del ácido benzoico Tabla 1. Datos obtenidos con las titulaciones. A.Benzoico NaOH concentracion A.B mL mL M 10 8,7 0,0435 10 8,5 0,0425 10 7,9 0,0395 10 4,4 0,0220 10 3,6 0,0180

Grafica 1. Ln(concentacion A.B) vs el inverso de la temperatura.

( ∆RHf ) T1 + C

ln x=

Por lo cual la pendiente es igual a: Tº K 335 329 323 299 295

Con los datos obtenidos en la tabla anterior se hizo una gráfica del logaritmo natural de la concentración de ácido benzoico (Ln (Conc.A.B)) contra la temperatura elevada al -1 (T-1) se obtuvo la siguiente gráfica:

p=

( ∆ RHf )=2008,6 K

Donde ∆Hf es el cambio de entalpía de fusión del soluto, pero despreciando la dependencia de ∆Hf con la temperatura y además como se asume que es una solución ideal, éste cambio puede interpretarse como el calor absorbido cuando un mol de sólido se disuelve en la solución.

∆ Hf =2008,6 K∗R ¿ 2008,6 mol . K∗8,314 ∆ Hf =16699,5 J /mol

J mol . K

LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA I - UNIVERSIDAD DE NARIÑO La solubilidad depende de la temperatura; de ahí a que su valor siempre va acompañado del de la temperatura de trabajo. En este caso en particular, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. Se trata de procesos en los que el sistema absorbe calor para apoyar con una cantidad de energía extra el fenómeno de solvatación. El calor de solubilidad del ácido benzoico en solución saturada en agua es de 16,70 KJ/mol, El calor de disolución del ácido benzoico reportado en la literatura es de 24,32842KJ/mol. [4] Con el cual se calculó el porcentaje de error:

16,70 %Er=

kJ kJ −24,32842 mol mol ∗100=31,3 kJ 24,32842 mol

Este valor indica que puede corregirse con un adecuado procedimiento que permita cuantificar de mejor manera la cantidad de ácido benzoico que se solubiliza a una determinada temperatura, en este caso la instrumentación no fue la precisa pero se observó la dependencia de la solubilidad con la temperatura.

Conclusiones. Se logró el objetivo al obtener una relación lineal que evidencia la dependencia de la solubilidad con la temperatura mediante la grafica1. Se observa que a mayor temperatura mayor solubilidad. El valor experimental del calor de solubilidad de ácido Benzoico fue de 16,70 KJ/mol; con un error de 31% aproximadamente que indica un valor atribuido a la suma de los errores aleatorios y sistemáticos, los cuales se pueden corregir al plantear una mejor metodología y/o instrumentación. Referencias 1. Bhadeshia, H.K.D.H. Equilibrium Between Solutions. http://www.msm.cam.ac.uk/phasetrans/mphil/lectures.htm l (revisado abril 2015) 2. Pena, P. y de Aza, S., Cálculo termodinámico de los diagramas de fases. Boletín de la Sociedad Española de Cerámicos y Vidrios. Vol. 19, No. 5, 333 – 339,1980 3. Erazo D; Erazo C. (2015). Solubilidad de ácido benzoico en agua. Revisado por el profesor Alfredo calderón.