REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS

DIVISIN DE ESTUDIOS BSICOS SECTORIALES

DEPARTAMENTO DE QUMICA

DETERMINACIN DE LA ENTALPA DE FORMACIN DE UNA SAL

Presentado por:

Br. Maite Revilla

C.I. 23.447.054.Maracaibo, febrero de 2015

RESUMEN

Laentalpa de formacin de un compuesto qumico es la variacin deentalpade la reaccin de formacin de dicho compuesto a partir de las especies elementales que lo componen, en su forma ms abundante. El objetivo principal de esta experiencia fue determinar la entalpa de formacin de MgSO4 mediante la aplicacin de la ley de Hess. Haciendo uso de un calormetro adiabtico se determin experimentalmente la entalpa de disolucin del Mg y del MgSO4. Luego utilizando estos datos adems de la entalpa de formacin del H2SO4 se aplic la ley de Hess para calcular la entalpa de formacin del MgSO4 y se obtuvo que la entalpa de formacin del MgSO4 en base a los resultados experimentales es de -1301,73kJ/mol el cual se aproxima -1284,9 KJ/mol encontrado en la literatura, esto nos indica que el proceso por el cual se forma esta sal es de naturaleza exotrmica.INTRODUCCIN

Entermodinmica, laley de Hess, propuesta porGermain Henri Hessen1840, establece que: si una serie dereactivosreaccionanpara dar una serie de productos, elcalor de reaccinliberado o absorbido es independiente de si la reaccin se lleva a cabo en una, dos o ms etapas. La inmensa mayora de los procesos qumicos transcurre con un intercambio de energa entre el sistema que reacciona y el medio. El estudio de estos intercambios de energa constituye el objeto de la termodinmica qumica. Cuando a partir de sustancias simples se forma algn compuesto, este proceso va acompaado de cierto efecto trmico, a esto se le da el nombre de calor de formacin. Los calores de formacin se determinan si bien experimentalmente con ayuda de diferentes calormetros, o bien por medio de clculos y se insertan para los diferentes compuestos en las tablas de las magnitudes termoqumicas estndares. Se puede decir que el calor de reaccin slo depende de los reactivos y los productos, o que el calor de reaccin es una funcin de estado; en este sentido la ley de Hess la cual establece que si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reaccin liberado o absorbido es independiente de si la reaccin se lleva a cabo en una, dos o ms etapas, esto es que los cambios de entalpa son aditivos: Hneta = HrLa ley de Hess se utiliza para deducir el cambio deentalpaen una reaccin Hr, si se puede escribir esta reaccin como un paso intermedio de una reaccin ms compleja, siempre que se conozcan los cambios de entalpa de la reaccin global y de otros pasos.2En este procedimiento, la suma deecuaciones qumicasparciales lleva a la ecuacin de la reaccin global. Si la energa se incluye para cada ecuacin y es sumada, el resultado ser la energa para la ecuacin global. Este procedimiento se apoya en que ya han sido tabulados los calores de reaccin para un gran nmero de reacciones, incluyendo la formacin a partir de sus elementos constituyentes de buena parte de las sustancias qumicas conocidas.1Un caso relevante de este tipo de aplicacin es el llamadociclo de Born-Haber.

As, la entalpa de formacin de un compuesto es la energa necesaria para formar un mol de dicho compuesto a partir sus elementos, medida, normalmente, en unas condiciones de referencia estndar, 1 atm de presin y una temperatura de 298 K (25C).

Esta entalpa es negativa cuando se trata de una reaccin exotrmica, que desprende calor, mientras que es positiva cuando es endotrmica, y resulta nula para los compuestos que se pueden encontrar en la naturaleza.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALEl procedimiento realizado en esta experiencia consta de dos partes fundamentales. Inicialmente se determin la capacidad calorfica del calormetro a utilizar y luego procedimos con la determinacin de la entalpa de disolucin del magnesio (H1). Colocamos 50mL de solucin de acido sulfrico 0,5M en el recipiente del calormetro y medimos su temperatura, limpiamos unos centmetros de cinta de magnesio con papel de lija, la enjuagamos con agua destilada y la secamos, luego de esto pesamos 0,2g de la cinta de magnesio con una exactitud de 0,02g. Cuando la temperatura de la solucin acida se estabiliz anotamos su valor (Ti) y agregamos rpidamente la cinta de magnesio, se tap el calormetro, agitamos la mezcla y se midi la temperatura final (Tf) como la temperatura estabilizada ms alta obtenida. Repetimos esta experiencia dos veces ms.Despus de haber realizado el procedimiento previamente descrito procedimos a determinar la entalpa de disolucin de sulfato de magnesio (H2). Vertimos 50mL de agua destilada al recipiente interno del calormetro y se midi su temperatura inicial, pesamos 2g de sulfato de magnesio anhidro con una exactitud de 0,02g. Una vez estabilizada la temperatura del agua anotamos su valor (Ti) y se agreg rpidamente la cal anhidra. Tapamos el calormetro, agitamos la mezcla y medimos la temperatura por intervalos de 30s. Se tom el valor de la temperatura final (Tf) como la temperatura estabilizada ms alta que se mantuvo. Repetimos este procedimiento dos veces ms.

RESULTADOS Y DISCUSIN Como se haba sealado anteriormente lo primero que se realiz durante esta experiencia fue la determinacin de la capacidad calorfica del calormetro a utilizar, obteniendo as los resultados que se muestran en la tabla 1.Tabla 1. Capacidad calorfica del calormetro utilizado.

Exp. Mf (g) Mc (g) Tf (C) Tc (C) Te (g) Ccal/C 1 50 50 24 65 39 36,66

2 70 30 24 59 33 16.66

3 60 40 24 60 36 20,00Ccal = (36,66 + 16,66 + 20,00)/3 = 24,44cal/C A continuacin midieron las temperaturas para la determinacin de la entalpa de disolucin del magnesio (H1) obteniendo los resultados expuestos en la tabla 2.

Tabla 2. Temperaturas obtenidas de la disolucin de magnesio en cido sulfrico.

N MMg (g) Ti (C) Tf (C)

1 0,199 28 39

2 0,199 26 39

3 0,199 27 40

Luego realizamos el procedimiento con sulfato de magnesio obteniendo los resultados expuestos en la tabla nmero 3.Tabla 3. Temperaturas obtenidas de la disolucin sulfato de magnesio en agua.N MMgSO4 (g) Ti (C) Tf (C)1 2,004 24 25

2 2,000 24 25

3 2,002 24 25

Mg(s) + (ac) MgSO4 + H2La entalpa registrada en la literatura para la disolucin del magnesio en acido sulfrico es de -400,32Kj/mol mientras que el valor experimental del obtenido fue de - 468,57kJ/mol al compararlo con el valor terico podemos observar que difieren ampliamente.En la tabla que sigue, la tabla 3 se registra las variables experimentales para la entalpa de solucin del sulfato de magnesio en agua. El valor terico de la entalpa de disolucin del sulfato de magnesio en agua es de -66,88kJ/mol y el experimental obtenido fue 21,56KJ/mol.

MgSO4(s) + H2O (l) MgSO4 (ac)

En esta reaccin se disuelve el sulfato de magnesio slido en agua para as obtener el sulfato acuoso.

Una vez obtenidos todos los valores de entalpa de formacin consultando la bibliografa tenemos que el calor de formacin del acido sulfrico es de -811,6 kJ/mol. Al aplicar la ley de Hess se tiene la reaccin de formacin del sulfato de magnesio, y su entalpa representada por la sumatoria de todos los procesos intermedios que ocurren en la reaccin:

Mg(s) + H2SO4 (ac) MgSO4 + H2 = -468,57kJ/molMgSO4(s) + H2O (l) MgSO4 (ac) = - 21,56KJ/mol.H2 (g) + S + 2O2 H2SO4 (ac) = - 811, 6 kJ/mol.

Mg(s) + S + 2O2 (g) MgSO4(s)

Hf = H1+H2+H3= -1301,73kJ/mol

El valor experimental obtenido al aplicar la ley de Hess es -1301,73kJ/mol y la compararlo con el valor terico encontrado en la bibliografa (-1284,9 KJ/mol) podemos ver que estos valores se aproximan y al determina el porcentaje de error este arroj un valor de 2,68%, en cual esta dentro del limite de error aceptado que es 5% por lo tanto cabe mencionar que nuestra experiencia fue exacta.CONCLUSIONESLa experiencia fue exacta ya que se encontraron experimentalmente valores aproximados a la entalpa de disolucin del magnesio en una solucin de cido sulfrico, y tambin la entalpa de de disolucin del sulfato de magnesio en agua, de esta manera al aplicar la ley de Hess se determin la entalpa de formacin aproximada del MgSO4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS1. Morcillo, Jess (1989).Temas bsicos de qumica(2 edicin). Alhambra Universidad. p.196-199.ISBN9788420507828.

2. Leicester, Henry M. (1951). Germain Henri Hess and the Foundations of Thermochemistry.The Journal of Chemical Education28: 581 583.doi:10.1021/ed028p581.3. http://www.clubensayos.com/Ciencia/Entalpia/278737.html4. http://www.100ciaquimica.net/temas/tema5/punto5a.htmANEXOS

Calculo para la capacidad calorfica del calormetro:Ccal = 24,44cal/CCalculo para H(1) de cinta de magnesio en H2SO4:Muestra 1.Qcal = 24,44cal/C (39-28) C

Qcal = 268,84calCalor absorbido por la solucin:

Qsol. = 50,00 g 1 Cal/g C (39-28) C

Qsol.= 550,00cal

-Qreaccin = 550,00 Cal + 268,84 Cal = - 818,84Cal

Qdisolucion=818,84Cal/0,00819mol= 99980,46cal/mol(99980,04cal/mol). (4,81kJ/mol)/1000cal=-417,91kJ/molMuestra 2.Qcal = 24,44cal/C (39-26) C

Qcal = 317,72calCalor absorbido por la solucin:

Qsol. = 50,00 g 1 Cal/g C (39-26) C

Qsol.= 650,00cal

-Qreaccin = 650,00 Cal + 317,72 Cal = - 967,72Cal

Qdisolucion=967,72Cal/0,00819mol= 118158,87cal/mol(118158,87cal/mol). (4,81kJ/mol)/1000cal=-493,90kJ/mol

Muestra 3.Qcal = 24,44cal/C (40-27) C

Qcal = 317,72calCalor absorbido por la solucin:

Qsol. = 50,00 g 1 Cal/g C (40-27) C

Qsol.= 652,63cal

-Qreaccin = 650,00 Cal + 317,72 Cal = - 967,72CalQdisolucion=967,72Cal /0,00819mol= 118158,87cal/mol(118158,87cal/mol). (4,81kJ/mol)/1000cal=-493,90kJ/molHf(Mg)= (-417,91kJ/mol -493,90kJ/mol -493,90kJ/mol)/3 = -468,57kJ/molCalculo para H(2) del sulfato de magnesio en agua:Qcal = 24,44 Cal/C (25-24) C

Qcal = 24,44 cal

Calor absorbido por la solucin:

Qsol. = 50,00 g 1 Cal/g C (25-24) C

Qsol.= 50,00cal

-Qreaccin = 24,44Cal + 50,00 Cal = -74,44CalQdisolucion = 74,44Cal/ 0,0166mol= 4484,33cal/mol(4484,33cal/mol). (4.81kJ/mol)/1000cal = 21,56 KJ/mol