Laboratorio de Termodinámica Química II, abril 2012

CALOR INTEGRAL DE SOLUCIONL. Ballesteros1, A. De La Rosa2, D. Mendoza3, S. Villamizar 4

1, 2, 3, 4, Universidad del Atlántico, Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química

1.Objetivos.

Determinar el calor integral de una solución de ácido sulfúrico (H2SO4 solu-to) y agua (H2O disolvente).

2.Procedimiento.

Tomar un calorímetro y llenarlo hasta la mitad con agua destilada y determinar su temperatura Ti. Dejar caer lentamente 2 mL de acido sulfúrico sobre el agua del calorímetro. Homogenizar y determinar la Tf. Repetir el paso anterior agre-gando de 2 mL en adelante.

3.Datos.

Cantidad de agua destilada en el calorímetro: 230 mL.

Tabla 1. Volumen agregado de H2SO4 variación de la T.

V(mL) H2SO4 T i(°C) Tf(°C)

2 24 28

4 28 32

6 28 34

8 28 34

12,5 34 46

4. Resultados, Discusión y Muestras de Cálculo.

Con la densidad del ácido sulfúrico y concentración se pudo hallar la cantidad en kilogramos que hay al agregar el determinado volumen, de igual forma se hizo para el agua suponiendo una densidad constante de 1g/mL.

ρ=mV

1

Ballesteros L., De La Rosa A., Mendoza D., Villamizar S. CALOR INTEGRAL

ρ∗V=m

(1,84g

mLH 2 SO 4)∗2mL=0,00368 gH2SO4

Tabla 2. Resultados Experimentales

V(mL) H2SO4 T i(°C) Tf(°C) ΔT ( ̊C) Kg de H2SO4Kg de agua

2 24 28 4 0,00368 0,25

4 28 32 4 0,00736 0,25

6 28 34 6 0,01104 0,25

8 28 34 6 0,01472 0,25

12,5 34 46 12 0,023 0,25

El hecho de que la variación de la temperatura no sea proporcional al número de moles de ácido sulfúrico en la solución muestra que el termómetro no fue sensi-ble al cambio y por tanto no es un dato 100% preciso.

Teniendo en cuenta la variación de la temperatura a medida que se adicionaba H2SO4 y que CH2SO4 = 0,40089Kcal/°C.

∆ HC H 2SO 4=C H 2SO 4∗∆ T 1=0,40098 Kcal°C

∗6 °C=2,40588 Kcal

Como el proceso se lleva bajo condiciones de presión constante y adiabática-mente H = –Q, esto se debe a que en la gráfica H vs T la pendiente de la gráfica es la capacidad calorífica a presión constante:

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Grafica 1. Entalpia vs Temperatura El signo negativo en la ecuación también muestra que esta es un reacción exotérmica, en donde, al ser agregado el ácido sulfúrico se liberó calor.

Tabla 3. Valores de ΔH CH2SO4

V(mL) H2SO4 ΔT ( ̊C) CH2SO4

ΔH CH2SO4

Kcal2 4 0,40098 -1,60392

4 4 0,40098 -1,60392

6 6 0,40098 -2,40588

8 6 0,40098 -2,40588

12,5 12 0,40098 -4,81176

En la siguiente gráfica se puede observar la tendencia proporcional del aumento de ΔH res-pecto al aumento en el número de moles de soluto.

2 4 6 8 12.50

1

2

3

4

5

6

V(mL) H2SO4 vs ΔHCH2SO4

V vs H

ΔHCH2SO4

V(m

L) H

2SO

4

Grafica 2. V vs ΔH

3

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5. Conclusiones.

Se puede observar de los cálculos y gráfico realizado, que la entalpía de la solución aumenta a medida que se le adiciona cantidades de ácido sulfúri-co concentrado.

Se pudo comprobar que la reacción del agua y ácido sulfúrico es exotérmi-ca.

La relación del incremento de la entalpía y la temperatura depende de las condiciones que en el caso de este laboratorio es a presión a constante.

6. Recomendaciones.

Antes de empezar la práctica, calibrar de la mejor manera los termóme-tros para tener resultados más precisos.

Desechar los residuos en sus respectivos tanques de almacenamiento, para una buena disposición de los mismos.

Tomar de manera inmediata los datos de variación de temperatura regis-trados por el termómetro.

Limpiar con agua destilada los instrumentos de laboratorio, para evitar desviación de resultados, ocasionados por reactivos presentes en ellos.

7. Bibliografía P.W.Atkins, fisicoquímica, sexta edición, 1999, pág. 57-63. LECINE, IRA N. fisicoquímica 6ª edición, España, 1996.

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