Calor de Disolución

Calor de Disolución de un Sólido Q = m × c × ∆T calor absorbido/perdido (joules) = masa de agua (g) × Calor e

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Calor de Disolución de un Sólido Q

=

m

×

c

×

∆T

calor absorbido/perdido (joules)

=

masa de agua (g)

×

Calor específico del agua (J/g°C)

×

Cambio de temperatura (°C)

Resumen Cuando un sólido se disuelve en agua para formar una solución, ocurre un cambio de energía. En este experimento, se determinara el calor de disolución para dos sustancias, nitrato de sodio y sulfato de cobre, usando un simple vaso de pluma vid como un calorímetro.

Objetivo

El calor especifico del agua es mas o menos constante, con un valor de 4.18 J/ g°C.





Nota Importante: La cantidad de calor absorbido (o perdido) por el agua es igual a la cantidad de calor perdido (o absorbido) por el soluto. Por tanto, para determinar el valor del calor Ganado/Perdido por el soluto, basta con cambiar el signo del valor del calor Ganado/Perdido por el agua.



Expresar el calor absorbido o perdido en kJ.

Medir experimentalmente la cantidad de calor absorbido o entregado durante la disolución de nitrato de sodio y del sulfato de cobre en agua.

Materiales Vaso de pluma vid Termómetro Nitrato de sodio, NaNO3 Sulfato de cobre, CuSO4

balanza Probeta de 100 ml Agitador magnético Vidrio reloj

Procedimiento 1. Pese 50 ml de agua destilada. Registre este valor y el de las otras mediciones en la tabla de datos. Adicione el agua al vaso de pluma vid (calorímetro) 2. Pese 10 g de NaNO3 3. Mida y registre la temperatura inicial del agua. 4. Disuelva el NaNO3 en el agua, agite la solución y registre la máxima diferencia de temperaturas respecto a la lectura inicial. 5. Lave, seque el material y repita la experiencia con 10 g de CuSO4 en remplazo del NaNO3.

Cálculos Calcule el calor molar de disolución para cada sal. El calor molar de disolución es la cantidad de calor asociado con la disolución de un mol de soluto. La siguiente información puede ser utilizada para realizar los cálculos. Resumen de cálculos requeridos: 1.

El calor total de disolución puede ser calculado mediante la determinación de la cantidad de calor absorbido o perdido por el agua durante la experiencia. Este es calculado usando la formula:

2.

El calor molar de disolución, expresado en kJ/mol, es determinado convirtiendo la masa de soluto utilizada a moles.

moles =

masa ( g ) Masa Molar ( g / mol )

El Calor total de disolución nos indica cuanto calor fue Ganado o Perdido en nuestro experimento con la masa de sal utilizada, mientras El Calor molar de disolución nos indica cuanta energía seria ganada o perdida por un mol de la sal. Calor molar de disolución =

Calor total de disolución moles de soluto

Realizar los cálculos necesarios para completar la tabla de cálculos.

Tabla 1. Registro de datos Nitrato de sodio NaNO3

Sulfato de cobre CuSO4

Masa de vaso + agua (g) Masa de vaso vacio (g) Masa de agua (g) Masa de sólido + vidrio reloj (g) Masa de vidrio reloj (g) Masa de sal (g) Temperatura inicial del agua (°C) Temperatura final del agua (°C) Cambio de temperatura del agua (°C)

2

Tabla 2. Calculo de calor molar de disolución Nitrato de sodio NaNO3

Sulfato de cobre CuSO4

4.18 J/ g°C

4.18 J/ g°C

1. Masa total del agua (De Tabla 1)

2. Cambio de temperatura del agua (De Tabla 1)

3. Calor específico del agua

4. Energía absorbida/perdida por el agua (J) [ver formula 1: Q = mc∆T] 5. Energía absorbida/perdida por el soluto (J)

6. Masa molar del soluto (g/mol)

7. Moles de soluto (mol)

8. Calor molar de disolución (kJ/mol)

3

Preguntas 3. Escriba ecuaciones balanceadas para la disociación de cada sal. Incluya el estado físico de todos los componentes (s, l, g, aq) y el término de energía. Para el termino de energía asegúrese de escribirlo en el lado apropiado de la ecuación, y que éste corresponda al obtenido en el experimento.

1. Ambas sales utilizadas en el experimento están constituidas por iones. Escriba las formulas de los dos iones de cada sal utilizada en el experimento. NaNO3: ________________

ejemplo:

CuSO4: ________________ La ecuación para el proceso de disolución del cloruro de sodio que corresponde a un proceso endotérmico es:

2. Para cada proceso de disolución, establezca si el proceso global fue endotérmico (absorbe energía) o exotérmico (desprende energía).

NaCl(s) + energía → Na (aq) + Cl (aq) +

-

El valor de energía corresponde al obtenido y éste debe ser incluido en la ecuación correspondiente.

NaNO3:

NaNO3 CuSO4

CuSO4:

4. El porcentaje de error, Er, es una forma de medir la precisión del trabajo experimental. El porcentaje de error es calculado como sigue:

Er =

Esperado − Observado Esperado

× 100%

donde: observado = valor obtenido durante el experimento. esperado = valor actual o esperado de bibliografía. Utilizando los datos obtenidos del experimento y los datos esperados de bibliografía para calores de disolución molar, calcule el porcentaje de error para este experimento.

Valor observado

Valor esperado

Error

NaNO3

CuSO4

4