Universidad Nacional de Ingeníeria

7/17/2019 Universidad Nacional de Ingeníeria

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENÍERIA

FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA Y TEXTIL

INFORME N° 02

LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA I

QU 426 – B

Títu!" ENTALPIA DE UNA REACCION QUIMICA

R#$%&$'! (!)" Claudia Noelia Inga Gutierrez

G)u(!" 5 NOTA:

*)!+#,!)$ )#,(!-,$.#" Ing. Olga ull!n Ca"arena

*#)%!'! $/$'1%/!" #$%5&II

F#/$ '# #-t)#3$" %5'$('%5



LIMA – *ER

ENTAL*IA DE UNA REACCION QUIMICA

5 OB7ETIVO"• Deter"inar e)*eri"ental"ente la ental*+a ,o"o re-ultado de la

rea,,i!n entre la ,inta del "agne-io el /,ido -ul01ri,o "edianteu-o del ,alor+"etro de 2ielo.

2 FUNDAMENTO TEORICO"

25 CALOR DE REACCIONCada *ro,e-o 3u+"i,o e-t/ ligado a un ,a"4io de energ+a. Laenerg+a li4erada o ,on-u"ida -e de-igna ,o"o ,alor derea,,i!n6 o ental*+a67 *or3ue la energ+a -e li4era7 ,on "u,2a0re,uen,ia7 en 0or"a de ,alor. Co"o a4re8iatura del ,alor oental*+a de rea,,i!n -e utiliza el -+"4olo 9. En *ro,e-o-e)ot;r"i,o- 3ueda energ+a li4re: 9 re,i4e7 enton,e-7 un -ignonegati8o de,idido en 0i-i,o3u+"i,a ,on8en,ional"ente: el-i-te"a de la- -u-tan,ia- *ierde energ+a. Por tanto7 -e da el

-igno de 9 de-de el *unto de 8i-ta de la- -u-tan,ia-. En la-rea,,ione- endot;r"i,a-7 -e e-,ri4e 9 ,on -igno *o-iti8o: lo-*rodu,to- -on "/- ri,o- en energ+a 3ue la- -u-tan,ia- de*artida. El 2e,2o de 3ue un *ro,e-o 3u+"i,o -ie"*re 8aaa,o"*a<ado de la a*ari,i!n de energ+a a4-or4ida o energ+a,edida7 "ue-tra 3ue a ,ada -u-tan,ia -e le *uede ad=udi,ar una,antidad deter"inada de energ+a7 la ,ual e- e-tado -!lido e-"/- *e3ue<a en e-tado ga-eo-o "aor. >i -e realiza unarea,,i!n 3u+"i,a a te"*eratura ,on-tante?lo- *rodu,to- tienen7

*or tanto7 la "i-"a te"*eratura 3ue la- -u-tan,ia-rea,,ionante-@7 enton,e- el ,alor de rea,,i!n -er/ igual a ladi0eren,ia entre lo- ,ontenido- de energ+a de la- -u-tan,ia- de*artida de la- -u-tan,ia- 0inale-.Lo- ,alore- de rea,,i!n -e dan tradi,ional"ente en ,al -ere0ieren a un ,on-u"o de tanto- gra"o- ,o"o indi,an lo-n1"ero- at!"i,o- de la- "a-a- "ole,ulare-?a un ,on-u"o de0or"ula gra"[email protected] la "edida de lo- ,alore- de rea,,i!n el*ro,e-o a in8e-tigar -e e=e,uta en un re,i*iente o 4o"4a,alori";tri,a7 e- de,ir7 en un re,i*iente 2er";ti,a"ente ,errado rodeado de agua. El ,alor li4erado o el a4-or4ido -e *uede



deter"inar a *artir de la "a-a de agua de la te"*eratura de la"i-"a ante- de-*u;- de la rea,,i!n.

22 CALORIMETRO DE 8IELOEl ,alor+"etro de 2ielo e- un ti*o de ,alor+"etro 3ue "ide lo-

,a"4io- de ,alor a tra8;- de la ,antidad de 2ielo 3ue 0unde o-olidi0i,a de4ido al ,alor de rea,,i!n.

F%3 5 " Calor+"etro de 2ielo utilizado en el la4oratorio

29 LEY DE 8ESS

La le de e-- e- un ";todo indire,to de ,al,ular el ,alor derea,,i!n o ental*+a de rea,,i!n.La le de e-- -e *uede enun,iar ,o"o -igue: cuando los

reactivos se convierten a productos, el cambio de entalpía es el

mismo, independientemente de que la reacción se efectúe en un

paso o en una serie de pasos.

F%32" Mediante e-tai"agen *ode"o- o4-er8ar



3ue -i un *ro,e-o 3u+"i,o -e *uedede-,o"*oner en di-tinta-eta*a-7 la 8aria,i!n deental*+a del *ro,e-o glo4al e-

igual a la -u"a alge4rai,a de la-8aria,ione- de ental*+a de

,ada eta*a.9 DATOS"

95 DATOS EX*ERIMENTALES"

92 DATOS BIBLIOGR:FICOS"

• La den-idad del 2ielo a $BC e-

$.(% g '"L. la del agua e-

$.(((( g '"L.

• El ,alor latente de la 0u-i!n del 2ielo

e- F(.F ,al 'g a $BC.

•

El ,alor total li4erado *or larea,,i!n7 en el e)*eri"ento7 e-

igual al ,alor latente de 0u-i!n del 2ielo

"ulti*li,ado *or el n1"ero de

gra"o- de 2ielo 0undido.

>u-tan,ia C * ?,al' "ol.@ ∆B0 Hor"a,i!n

?,al.'"ol@

> ?J'"ol.@

Mg >O #.F &K#5. (%.

%

K.55

%.5 K.

%( K.5

%(.5 K.F

#$ K.F

#$.5 K.

#% K.5

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## K.(5

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TIEMPO ?"in@ OLUMEN ?"l@

% $.## $.

K $.

$.F5 $. $.(

F % %.%

( %.K%$ %.

%$.5 %.(5%% #.#

%%.5 #.K5

%# #.5%#.5 #.5%K #.

%K.5 #.(% K

%.5 K.%%5 K.#

%5.5 K.K% K.K5

%.5 K.%F K.5

%F.5 K.55

Te"*eratura de tra4a=o ## BCPre-i!n de tra4a=o F$ ""g

Ma-a del "agne-io -!lido $.# gMolaridad del /,ido -ul01ri,o %M

olu"en de /,ido -ul01ri,o 5"l



# .#$.$$$%T $ %K$.

#>O $.$KF$.$$K(T &#%#.$K #$.%

Mg .#$$.$$%KKT&F$$'T# $ K#.

4 TRATAMIENTO DE DATOS"

• Ela4orar un gr/0i,o de ni8el del l+3uido 8- tie"*o trazar una l+nea

re,ta a tra8;- de la- *or,ione- ini,ial 0inal de la- ,ur8a-

,orre-*ondiente- a e-to- *er+odo-.

f(x) = - 0x̂ 2 + 0.31x - 0.52

VOLUMEN(ml) VS TIEMPO(min)

• Cal,ular el 8olu"en de % g de 2ielo agua re-*e,ti8a"ente ,on ello- el

,a"4io de 8olu"en en la 0u-i!n de % g de 2ielo ?u-e el gr/0i,o anterior@.



f(x) = 0.12x + 0.16

GRAFICO ANTES DE LA REACCION

f(x) = - 0.01x^2 + 0.48x - 1.!

GRAFICA D"RANTE LA REACCION



f(x) = 0.05x + 2.88

GRAFICA D"RANTE EL E#"ILI$RIO

ETA*A ECUACI;N

Ante- de agregar "agne-io L$ $.%##) $.%$F

Durante la rea,,i!n C &$.$$$F)# $.#) & %.5F

Durante el e3uili4rio L $.$5#) #.%5

U-are"o- el ";todo de Di,in-on *ara 2allar la 8aria,i!n del 8olu"ene)*eri"ental.

%. Inter-e,ta"o- L$ C 7o4tene"o- : ) F.5-

#. Inter-e,ta"o- L C 7o4tene"o-: ) #5.5-

Para 2allar el 8olu"en -e de4e en,ontrar un *unto donde la- /rea- -eaniguale-. To"ando un *unto o en la ,ur8a:



rea %

+∧−∫

Xo

dT

5.7

)1.5867-0.4266T20.0007T(

?%@

rea #

+∧−∫

5.25

)1.5867-0.4266T20.0007T( xo

dT

?#@

$ %5.F -

El ,a"4io 8olu"en del 2ielo derretido durante rea,,i!n e-:

( ) ( )2 1 0 1 2 0

1 2

1 2

:

, son las pendientes de las rectas 1 y 2

dV dV V V V x x x x

dx dx

Donde

dV dV

dx dx

∆ = − − − + − ÷ ÷

÷ ÷

9 e)*eri"ental $.$(5 "L

Para el 2ielo:

vhielo= 1g

0.9164 g/mL=1.0912mL

Para el agua:

vagua= 1g

0.9999g /mL=1.0001mL

Enton,e- el ∆ en la 0u-i!n de %g de 2ielo e-:

9 $.$(%% "L

• Cal,ular el ,alor li4erado ,uando % "ol de Mg. -e di-uel8e en #>O ?%.$M@



El ,a"4io 8olu"en del 2ielo derretido *or la rea,,i!n e-: 9 $.(# "L

Cal,ulando la "a-a del 2ielo 0undido ,orre-*ondiente al ,a"4io del 8olu"endurante la rea,,i!n:

% g de 2ielo → $.$(%%"L

→ $.$(5"L

• Cal,ulando el ,alor li4erado *or la 0u-i!n del 2ielo ? ,alor de la rea,,i!n del Mg$.# g@:

Q rea,,i!n " 2ielo ) Hu-i!n

Q rea,,ion %.$g ) F(.F,al'g

De la rea,,i!n 3u+"i,a 3ue -e *re-enta7 -e *ide 2allar la ental*ia e)*eri"entalde la rea,,i!n:

Mg?-@ #>O ?a,@ → Mg>O ?a,@ # ?g@ H ∆

allando el n1"ero de "ole- del Mg en la rea,,i!n:

n Mg=m

M =

0.24 g

24.0 g/mol

nMg $.$% "ol

>eguida"ente ,al,ulare"o- el ,alor "olar de rea,,i!n:

% "ol → ∆

"olar

$.$% "ol → .%F ,al

∆ 1!$) < .%F ,al

Enton,e- *ara una "ol de Mg la ental*ia de rea,,ion -er/:

%.$g

Q rea,,i!n .%F ,al



9e)*eri"ental & .%F ,al'"ol

• >e deter"ina

S ∆

*ara la rea,,i!n =

α

> -i -e -a4e 3ue:

∑ ∑

es) S(reactant s) S(producto ΔS

4(ac)2(s )2(g)4(ac) SO H ΔS Mg ΔS H ΔS MgSO ΔS ΔS °

ΔS

%(75$ K mol

J

.

ΔS

%(75$ K mol

J

. ) $7#

J

cal

ΔS

< [email protected]

cal

DISCUSI;N DE RESULTADOS"

• Mediante el e)*eri"ento 2e"o- *odido o4-er8ar ,uanti0i,ar la ,antidad

de ,alor 3ue li4er! la rea,,i!n entre el "agne-io el /,ido -ul01ri,o.• Para *oder igualar la 8aria,i!n de ental*+a al ,alor de rea,,i!n -e 2a

,on-iderado 3ue -e e-t/ tra4a=ando en un -i-te"a a *re-i!n ,on-tante ade"/- en un -i-te"a adia4/ti,oS lo *ri"ero no -e *one en di-,u-i!nS-in e"4argo la ,on-idera,i!n 3ue i"*li,a 3ue e-t/ -u=eto a un -i-te"aadia4/ti,o e- ne,e-ario analizar7 a 3ue -e tra4a=! ,on un 0ra-,o ,onuna ta*a de =e4e la ,ual -e a=u-t! ,on *re-i!n e- de,ir no -e *uedea-egurar 3ue no 2u4o inter,a"4io de energ+a ,on el "edio a"4iente.

• Al realizar el ,/l,ulo del 8olu"en de %g. de agua de 2ielo

re-*e,ti8a"ente *ode"o- o4-er8ar 3ue el 8olu"en *ara un gra"o de



agua e- "enor 3ue *ara el de un gra"o de 2ielo e-to -e da de4ido a

3ue la- den-idade- ,orre-*ondiente- e- "aor *ara el agua "enor

*ara el 2ielo.

• La rea,,i!n del Mg ,on el #>O e- una rea,,i!n e)ot;r"i,a7 la energ+ade lo- rea,ti8o- e- "aor 3ue la de lo- *rodu,to-7 en e-ta rea,,i!n la

energ+a de4e -er tran-0erida a lo- alrededore- tale- ,o"o el ,alor *or

e=e"*lo.

6 CONCLUSIONES"

• Al realizar el e)*eri"ento7 -e nota 3ue ,on lo- 8alore- o4tenido-

e)*eri"ental"ente -e *uede deter"inar el ,o"*orta"ientoter"odin/"i,o 3ue -eguir/ e-ta rea,,i!n7 la ental*+a de rea,,i!n = 8

0>7 la entro*+a de la rea,,i!n = S 0>. E-to deter"ina 3ue el *ro,e-o

realizado e- e)ot;r"i,o e-*ont/neo lo ,ual ,on,uerda ,on loo4-er8ado en el la4oratorio.

• El ";todo de Di,in-on e- un *ro,edi"iento a*ro)i"ado 3ue no- auda

a ,al,ular de una "anera r/*ida la ,antidad de 8olu"en de -u-tan,ia

0undida en el ,alor+"etro de 2ielo7 ,on la auda de la gr/0i,a 8olu"en 8-.

tie"*o.

BIBLIOGRAFIA"

• CASTELLAN GILBERT – H+-i,o Qu+"i,a M;)i,o & Editorial

Addi-on e-le Long"an Pear-on & >egunda Edi,i!n7 olu"en I7 %((& P/gina- ?%%7 %%(7 %#$7 %#F7 %# %#(@.

• MARON Y *RUTTON Hunda"ento- de H+-i,o Qu+"i,a M;)i,o &

Editorial Li"u-a &Ter,era Edi,i!n7 olu"en I7 %(F# & P/gina-?%K%5@.

INDICE

OB7ETIVO

FUNDAMENTO TEORICO

CALOR DE REACCION

CALORIMETRO DE 8IELO

LEY DE 8ESS



DATOS

DATOS EX*ERIMENTALES

DATOS BIBLIOGR:FICOS

TRATAMIENTO DE DATOS

DISCUSI;N DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

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