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UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA “SAN PABLO” Facultad de Ingeniería Laboratorio de Fisicoquímica – QMC-285 Semestre: I-2017

Nombre: Javier Geovanny Camargo Escobar Paralelo: 2 -- Viernes 16:15-17:45 Fecha de realizacion: 3 de Mar. 17 Fecha de entrega: Viernes 10 de Feb. de 17

Practica #3 Calor de disolucion. 1. Objetivos. 1.1. 1.2. -

Objetivos Generales Determinar el calor de disolucion de una sustancia disuelta en agua “sal problema” Objetivos Especificos Determinar la capacidad calorifica del sistema. Comparar el resultado obtenido con resultados bibliograficos. Determinar el error obtenido.

2. Fundamento teorico. El calor de disolución o entalpia de disolución (a presión constante) ΔHsoln es el calor generado o absorbido cuando cierta cantidad de soluto se disuelve en cierta cantidad de disolvente. La cantidad ΔHsoln representa la diferencia entre la entalpía de la disolución final y la entalpía de los reactivos originales, como lo representa: ΔHsoln=Hsoln−Hcomponentes

No es posible llevar a cabo esta medición, pero en un calorimetro a presión constante se puede determinar la diferencia y por ende "ΔHsoln". Al igual que los otros cambios de entalpía, para procesos exotérmicos el signo de ΔHsoln será negativo (-), y para procesos endotérmicos el signo será positivo (+). Dado que el proceso se realiza a presion constante, se puede llegar a la siguiente expresion a partir de la primera ley de la termodinamica: Q p=∆ H∗n ( 1 )

Q p=C∗∆ T ( 2 )

De las ecuaciones 1 y 2 se tiene: ∆ H∗n=C∗∆ T (3) Donde: n= numero de moles; c=Capacidad calorifica del sistema; H=Calor de dis 3. Materiales y reactivos. Material:

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Vaso Dewar. Termometro electronico. Vidrio de reloj. Espatula Pipeta. Matraz aforado de 250 ml. Piseta

Reactivos: - Agua destilada a temperatura ambiente 250 ml (Para cada experimentacion). - Cloruro de amonio. - Sal problema (“sal a ser estudiada”)

Imagen 1: Materiales de laboratorio.

4. Procedimiento. 1- Se vierte 250 ml de agua destilada en el matraz aforado. Posteriormente se vierten los 250 ml de agua destilada dentro del calorimetro de laboratorio. 2- Se determina la temperatura inicial del sistema 3- Se vierte n moles de cloruro de amonio con la relacion de 1 mol de sal en 200 moles de agua. 4- Se mezcla y posteriormente se determina la temperatura final del sistema 5- Una vez obtenidas ambas temperaturas se utiliza la ecuacion (3) mencionada en el marco teorico y todos los datos para obtener la capacidad calorifica del sistema. 6- Calculado la capacidad calorifica del sistema se limpia el material para proceder a calcular el calor de disolucion de la sal “problema” 7- Se vierten nuevamente 250 m de agua en el calorimetro y se toma la temperatura inicial.

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8- Se vierten n moles de sal “problema” con la misma relacion de la anterior experimentacion. 9- Se mezcla y se toma la temperatura final de la mezcla. 10- Utilizando de la ecuacion (3) mencionada en el marco teorico se despeja en este caso el calor de disolucion de la sal. 11- Se compara el resultado obtenido con resultados bibliograficos y se determina el error de la practica. En la figura se ilustran las partes constituyentes del calorimetro:

Figura1: esquema del calorimetro, en nuestro caso el recipiente aislante es el vaso dewar.

5. Tabla de Datos experimentales. Para cada experimentacion primero se realizo el analisis para la cantidad de sal requerida según la relacion de 1 mol de sal en 200 moles de agua, de la siguiente manera: 1 mol de sal  200 moles de agua 1 mol de agua  18 gramos 250 ml de agua  250 gramos de agua (utilizando la densidad de 1gr/ml) 250 gramos de agua =13,89moles de agua 18 gramos de agua 1 mol de sal  200 moles de agua x moles de sal  13,89 moles de agua Por regla de tres despejando x: x=

13,89moles de agua∗1 mol de sal 200 moles de agua

x=0,069 moles de sal La cantidad de moles obtenido sera la cantidad de moles de sal requeridos en ambas experimentaciones utilizando 250 ml de agua destilada.

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n(mole s) Ti(ºC) Tf(ºC)

Para NH4CL

Para NANO3

0,069mol 20.1 19.1

0,069mol 19.8 18.7

Tabla 1: Tabla de datos tomados de las distintas prieba, numero de moles utilizado y temperaturas final e inicial, con Cloruro de amonio para la determinacion de la capacidad calirifica del sistema y nitrato de sodio para la determinacion de su calor de disolucion..

6. Calculos y resultados obtenidos. Para el cloruro de amonio: Se determina la cantidad de sal a ser utilizada con el peso molecular de la misma y el numero de moles requerido para la prueba. Peso molecular del cloruro de amonio = 53 gr/mol. Cantidad de cloruro de amonio: 53 gr x= ∗0,069 mol mol x=3,657 gr de Cloruro de amonio Utilizando la ecuacion numero (3) mencionada en el fudamento teorico se despeja la capacidad calorifica del sistema: ∆ H∗n ∆T Se reemplazan los datos y se calcula la capacidad calorifica del sistema: c=

Kcal ∗0,069 mol mol c= ( 19,1−20,1 ) ºC Kcal c=0,26 ºC −3,83

Una vez obtenida la capacidad calorifica del sistema se procede a calcular el calor de disolucion de la sal problema, en este caso el nitrato de sodio. Nitrato de sodio: Peso molecular del nitrato de sodio = 84,98gr/mol. Cantidad de nitrato de sodio: 84,98 gr x= ∗0,069mol mol

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x=5,86 gr de Nitrato de sodio

Utilizando la misma ecuacion utilizada para calcular la capacidad calorifica del sistema, en este caso despejando el calor de disolucion de la sal, se tiene: ∆ H=

∆T∗c n

( 18,7−19,8 ) ºC∗0,26 ∆ H= ∆ H=−4,144

kcal ºC

0,069mol kcal mol

7. Conclusiones. En la experimentacion de laboratorio realizada para la determinacion del calor de disolucion se obtuvo dos resultados proveniente de dos pruebas distintas realziadas en el laboratorio. El primer resultado, la capacidad calorifica del sistema de: 0,26kcal/ºC El segundo resultado, el calor de disolucion de un valor de: -4,144 kcal/mol Se puede observar primeramente la capacidad calorifica del sistema, es muy cercano o parecido a las capacidades calorificas obtenidas en anteriores experimentaciones realizadas en vaso Dewar donde se debia calcular primeramente la capacidad calorifica del sistema. En cuanto al calor de disolucion del nitrato de sodio no se pudo obtener ningun dato bibliografico para poder comparar y determinar un error en la prueba pero se puede observar que al aplicar a 250 ml de agua la cantidad de n moles según la relacion explicada anteriormente en el informe la temperatura de la mezcla disminuye mas que con el cloruro de amonio, se ve que el cloruro de amonio tiene un calor de disolucion de -3.83 kcal/mol y disminuye la temperatura de mezcla en 1ºC por otro lado el nitrato de sodio disminuye la temperatura en 1.1ºC indicando ya que el calor de disolucion de este es en numeros mayor que el calor de disolucion del cloruro de amonio, tambien depende mucho de el numero de moles ya que el nitrato de sodio tiene un peso molecular mucho mas grande que el del cloruro de sodio. Se recomienda en todo caso lavar y secar bien los instrumentos antes de ser utilizados nuevamente, asi como tener cuidado al momento de verter la sal en el agua para asi lograr calculos mas certeros. 8. Bibliografia. http://zona-quimica.blogspot.com/2010/06/calor-de-disolucion-y-dedilucion.html

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