PRÁCTICA No. 2 “CAPACIDAD CALORIFICA Y CALOR DE NEUTRALIZACION”

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PRÁCTICA No. 2 “CAPACIDAD CALORIFICA Y CALOR DE NEUTRALIZACION”

  1. 1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS Hernández García Josué Bernabé UNIDAD DE APRENDIZAJE: Lab. Química Industrial PROFESORA: María Dolores Nava Tirado EQUIPO # 3Fecha: 12/09/2012 PRÁCTICA No.6 “PUNTO TRIPLE” SECUENCIA: 2IV32
  2. 2. PRÁCTICA No. 2 “CAPACIDAD CALORIFICA Y CALOR DE NEUTRALIZACION”OBJETIVO GENERAL- Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de un calorímetro (constante calorimetrica)- Determinar el calor de reacción molar de un par ácido-base fuertes en solución diluidas, a presiónconstante. INTRODUCCIÓN TEORICALEY CERO DE LA TERMODINAMICA:la ley del equilibrio térmico, ñey cero de la termodinámica, es otro principio importante. La importancia de estaley para el concepto de temperatura no se comprendió hasta que otros aspectos de la termodinámicaalcanzaron un estado bastante avanzado de desarrollo, de ahí su peculiar nombre ley cero.La ley cero de la termodinámica se resume ha expresar: cuando dos sistemas están en equilibrio térmico conun tercer sistema también lo estarán entre si.Capacidad Calorífica MolarLa capacidad calorífica molar de una sustancia a volumen constante, C v, es la cantidad de calor quese requiere para elevar la temperatura de 1 mol de la sustancia 1ºC a volumen constantes y a unatemperatura dada. La capacidad calorífica molar de una sustancia a presión constante, C p, es la cantidad decalor que se requiere para elevar la temperatura de 1 mol de la sustancia 1ºC a presión constante y auna temperatura dada.
  3. 3. Al mezclar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una transferenciade energía en forma de calor desde el más caliente al más frío. Dicho tránsito de energíase mantiene hasta que se igualan las temperaturas, cuando se dice que ha alcanzado elequilibrio térmico. La cantidad de calor Q que se transfiere desde el líquido caliente, o la que absorbeel frío. = capacidad calórica; = cantidad de calor; = variación de temperaturaEl calor específico es la cantidad de calor cedido o absorbido por un gramo de una sustancia,para variar su temperatura en un grado Celsius. donde: = calor específico; =capacidad calórica; = masay el calor necesario para producir un cierto aumento de temperatura esDesde el punto de vista termodinámico la capacidad calorífica de los cuerposse expresa como el cambio de energía térmica como función delcambio en la temperatura.Se designa con el nombre de calor (Q) a la energía en tránsito que fluye desde una parte de unsistema a otra o de un sistema a otro, en virtud únicamente de una diferencia de temperatura.En física encontramos definidos varios tipos de calores para una mejor comprensión y entendimientode los diferentes procesos y fenómenos que ocurren en las sustancias y los cuerpos, así se puededefinir el calor sensible, calor latente y el calor específico Calor sensible es aquel que un cuerpo osustancia es capaz de absorber o ceder sin que por ello ocurran cambios en su estructura molecular,o sea, en su estado físico.El calor absorbido o cedido depende de la presión que sobre ella se ejerce, tomando comoreferencia la temperatura de 0o C. A mayor presión, mayor calor sensible y a menor presión, menorcalor sensible.
  4. 4. Suministrar calor sensibleCuando se calienta una sustancia que tiene una temperatura inferior a su punto de ebullición, absorbecalor y aumenta su temperatura (calor sensible), hasta alcanzar el punto de ebullicióncorrespondiente a la presión a que esté sometida, luego de alcanzado este se detiene el ascenso dela temperatura y cualquier cantidad adicional de calor que se le suministre ya no aumentará latemperatura.A presión constante Qs = ΔH = mCp(t2 − t1)Donde: H es la entalpía del sistema, m es la masa del cuerpo, Cp es el calor específico a presión constante (definido como la cantidad de calor requerida para aumentar en un grado la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo a presión constante), t2 es la temperatura final, t1 es la temperatura inicial del cuerpo.A volumen constante Qs = ΔU = mCv(t2 − t1) Donde: Cv es el calor específico a volumen constante, U representa la energía interna del sistema.
  5. 5. MATERIAL Y EQUIPO SUSTANCIA“IDENTICO AL MANUAL” base (NaOH)(- 2 vasos de Precipitados de 100 ml. ) ácido (HCL) agua destiladaDESARROLLO EXPERIMENTAL“Se trabajo igual al manual”. EXPERIMENTO 1 (DETERMINACION DE LA CAPACIDAD CALORIFICA DEL NCALORIMETRO) DATOS EXPERIMENTALES Temperaturas registradas cada 10s. para el equilibrio térmico. t (s) T (ºC) 0 44º 10 44.5º 20 44.2º 30 44º 40 43.5º 50 43.5º 60 43ºTemperatura constante del Agua Fria: = T1Temperatura constante del Agua caliente : = T1Temperatura constante del Calorimetro : = T1Temperatura de Equilibrio térmico (Agua Fria y caliente) = =T2 CALCULOS EXPERIMENTO 1
  6. 6. EXPERIMENTO 2 (DETERMINACION DEL CALOR DE REACCION DE NEUTRALIZACION) DATOS EXPERIMENTALESTemperatura constante del HCL (ácido clorhídrico)Temperatura constante del NaOHTemperatura constante del CalorimetroTemperatura de equilibrio = T2Temperatura promedio ( = T1
  7. 7. CALCULOS 1. ¿Capacidad calorífica del Calorimetro? Los cálculos se encuentran en el area de “datos experimentales” 2. Numero de moles de agua que se formaron en la reacción de neutralización Reacción de Neutralizacion SAL + AGUA Acido fuerte + Base Fuerte + Al formar la molécula del agua, nos proporciona energía, se puede medir y recibe el nombre de CALOR DE NEUTRALIZACION.(0.04 mol) (0.04 mol) (solución)Realizando estequiometria.1 mol HCl 1 mol H20 =0.04 mol HCl ¿ 3. Numero total de moles de agua que se producen en la reacción. nota : este dato servirá para consultar el valor de Cp de la solución en la grafica correspondiente. = 4.1416 mol totales.
  8. 8. 4. Calor de neutralización el calor de neutralización es el calor liberado por cada mol de agua producidaSOLUCION = =Balance térmico 24478.3780 24.4783 KJestá cantidad de calor liberado corresponde a 0.04 moles de agua, para calcular el calor de neutralización debemos deaveriguar el calor liberado por un mol de agua producido, luego: kJ/molLo que significa que por cada mol de agua producida en la neutralización se liberan 611.9575 kJ/mol 5. Entalpia molar de neutralización.
  9. 9. CUESTIONARIO1. ¿Qué interpretación física tiene el valor de C del calorímetro? es la energía necesaria para aumentar una unidad de temperatura, de una determinada sustancia, en este caso son 2 experimentos uno para obtener el valor del sistema (calorímetro) con agua destilada. Y el otro para obtener el calor de neutralización.(acido fuerte y base fuerte)2. Calcule C para 2 calorimetros cuyas masas son de 100 g pero uno ha sido construido de aluminio y otro en vidrio Pyrex. Consulte sus valores de Cp en la tabla No. 2 Cp del aluminio = 0.92 (J/g ºC)3. Complete la ecuación de la reacción de neutralización HCL (ac) + NaOH (ac) _____________ + _______________4. Tome los datos de la tabla No. 3 y calcule el valor teorico esperado para5. Que diferencia existe en términos de porcentaje , entre el valor obtenido experimental del calor de neutralización con respecto al valor teorico6. Que es un proceso endotérmico Reacción o proceso químico que absorve calor. Cuando la variación de entalpía es positiva, se ha producido un aumento del contenido energético.
  10. 10. 7. Cite cinco ejemplos de aplicación industrial en los que se manifieste el proceso de transferencia de calor. CONCLUSIONES
  11. 11. BIBLIOGRAFÍAArticulo de investigación en la web. UNAMhttp://www.geociencias.unam.mx/~angfsoto/fisicamoderna/presentaciones/Estado_solido.pdfFundamentos de FisicoquimicaSamuel H. MurronEditorial LimusaMéxico, 1989 pag. 157UNAM- Proyecto INFOCAB SB 202507Responsable académica:I. Q. Raquel Enríquez GarcíaPag. 3-7

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