EXPOFIQ-2

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Para esta práctica analizaremos el comportamiento de distintos sistemas formados por un ácido fuerte y una base fuerte. Cuando un ácido reacciona con una base, se libera una cantidad considerable de calorías. La reacción de neutralización, es llevada a cabo entre soluciones acuosas diluidas entre un ácido fuerte y una base fuerte. Cuando hablamos de especies “fuertes”, nos referimos a aquellas que están completamente disociadas. El ácido clorhídrico (HCl) y el hidróxido sódico (NaOH) son ejemplos de un ácido y una base fuerte respectivamente. 
En una disolución, el primero se encuentra completamente disociado en las especies iónicas H + y Cl- , y podemos afirmar que no existe prácticamente nada de la especie sin disociar (HCl). De igual forma, el hidróxido de sodio está totalmente disociado en las especies Na+ y OH- y podemos aseverar que en la disolución no encontraremos la especie molecular NaOH.
H + + Cl- + Na+ + OH- 
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Casi todas las reacciones químicas absorben o producen (liberan) energía, generalmente en forma de calor. El calor es una forma de transferencia de energía que tiene lugar entre sistemas que se encuentran a diferentes temperaturas y que es una magnitud que se puede medir fácilmente.
A pesar de que el término calor por sí mismo implica transferencia de energía, generalmente se habla de “calor absorbido” o “calor liberado” para denominar a los cambios energéticos ocurridos 
Las transformaciones químicas se acompañan de absorción o liberación de energía que suele manifestarse en forma de calor y los procesos químicos pueden clasificarse en endotérmicos si ∆H>0 y exotérmicos si ∆H <0 de acuerdo a la primera ley de la termodinámica.
Los cambios térmicos pueden ocurrir a presión constante o a volumen constante, se pueden calcular con respecto al cambio de entalpía y el cambio de energía.
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En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos físicos o químicos se miden con un calorímetro, que es un recipiente cerrado diseñado específicamente para este propósito. El estudio de la calorimetría, la medición de los cambios de calor, depende de la comprensión de los conceptos de calor específico y capacidad calorífica.
El calor específico de una sustancia es la energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de dicha sustancia a un grado Celsius. El calor específico es una propiedad intensiva, en tanto la capacidad calorífica es una propiedad extensiva.
Sus unidades de medidas son c=J/kgK y c=cal/gC
Se calcula de la siguiente forma: Q = mc∆T 
Q = calor transferido
m = masa
c = calor específico
∆T = variación de temperatura
Y que la capacidad calorifica de una sustancia es una propiedad extensiva dicha magnitud indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor.
𝑐 = [ ]
Donde C es la capacidad calorífica, Q es el calor y T la variación de temperatura. 
La relación entre la capacidad calorífica y el calor específico de una sustancia es: C=ms dónde m es la masa de la sustancia en gramos. 
𝑐 = ⟹ 𝑚𝑐 = 
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El calor de neutralización se define como el calor producido cuando un equivalente gramo de ácido es neutralizado por una base. El calor de neutralización tiene un valor aproximadamente constante, en la neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte, ya que en esta reacción se obtiene como producto en todos los casos un mol de agua, que es formada por la reacción:
En cada una de las reacciones anteriores se obtienen -13,7 kcal o -13680 Cal/mol. 
Esta constancia en la entalpía de neutralización, se entiende fácilmente cuando se recuerda que los ácidos y bases fuertes y las sales, están completamente disociados en sus soluciones diluidas; y, en tal consecuencia el efecto químico común a todas estas neutralizaciones, que es sustancialmente el único cambio responsable para el efecto térmico observado, es la unión de los iones hidratados hidrógeno e hidroxilo para formar agua no ionizada.
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La neutralización de soluciones acuosas diluidas de un ácido por medio de una solución acuosa diluida de una base, es un tipo particular de reacción química; es una reacción de neutralización.
Este efecto térmico tampoco es constante para un mismo par ácido-base, sino que depende de la concentración y sólo toma un valor sensiblemente igual cuando se opera con disoluciones diluidas. 
Cuando se trata de una reacción de bases fuertes (NaOH) con ácidos fuertes (HCl) el calor de reacción es independiente de la naturaleza de dichos componentes.
La neutralización de una solución acuosa de HCl con una solución de NaOH puede ser representada por la siguiente ecuación:
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Si la ecuación anterior de neutralización la escribimos en forma iónica, tenemos:
H +(ac) + Cl- (ac) + Na+(ac) + OH-(ac) Cl-(ac) + Na+(ac) + H2O(L)
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Eliminando términos semejantes queda la reacción global,
 
Que significa que las propiedades ácidas quedan neutralizadas por las de la base, generando un producto neutro que es el agua. A este tipo de reacciones se las denomina reacciones de neutralización, y al calor generado en ellas, calor o entalpía de neutralización.
En la neutralización de soluciones diluídas de ácidos débiles y bases débiles, el calor desprendido es menor que 13680 cal
En proceso químicos a presión constante el calor absorbido es igual al cambio de entalpía del sistema. Cuando dos soluciones se mezclan en un calorímetro, la entalpía total permanece constante, pero la temperatura cambia con la capacidad calorífica del sistema.
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Objetivo de la práctica
Determinar el calor de neutralización y encontrar el Cp del calorímetro o frasco
donde se realizó la reacción. 
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Diapositiva 9Diapositiva 11 MATERIALES Y REACTIVOS
REACCTIVOS
Solución de NaOH y HCl 0.5 N 
Soluciones de NH4 Cl y CH3COOH 0.5 N
C
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CALCULOS, RESULTADOS Y ANALISIS.
En la neutralización se desprende energía. Parte se invierte en aumentar la temperatura de la disolución (que es lo que se mide en el experimento), sin embargo otra porción sirve para aumentar la de la pared interna del calorímetro y la de cualquier otro dispositivo que esté en su interior.
En todo experimento de calorimetría primero debe calcularse el Cp del aparato; 
para esto se colocaron 100 mL de agua en el termo y se tomó la temperatura T1, después en otro recipiente se agregaron 50 mL de agua a la temperatura T2 teniendo en cuenta que T2 ≈ T1 + 10º C, luego se mezclaron y se midió la temperatura más alta alcanzada después de haber agitado (T3) las cantidades de agua pueden ser variadas de acuerdo al tamaño del frasco, sabiendo que CpH2O= 1 Cal/g °C y que el calor ganado es igual al calor perdido, se llega a la conclusión siguiente, donde Cpc en la capacidad calórica del calorímetro.
Datos obtenidos.
-Volumen inicial de agua= 
- Volumen de agua caliente = 
 
-Temperatura de equilibrio.
T3= 31°C
Con NaOH 0,5 N y el HCl 0,5 N: 
Volumen de HCl 0.1 N = 100 ml
Volumen de NaOH 0.1 N = 25 ml
; T4= 28°C
Ácido y base juntos con máxima temperatura alcanzada en el calorímetro; T5= 29°C
· Calculamos la capacidad calorífica del calorímetro (Cpc) considerando que el CpH2O es 1 Cal/g °C y que el calor ganado es igual al calor perdido; reemplazando valores en la ecuación 
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(1)
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Procedemos a hallar el calor liberado a partir de la siguiente formula, suponiendo que la densidad de las soluciones y que su calor especifico son uno, nos queda:
 ; debido a que los volúmenes del HCl y NaOH fueron cambiados puesto que ya no son 200mL de HCl y 50 mL de NaOH entonces en la formula ya no será Cpc + 250, puesto que los volúmenes son 100 mL de HCl y 50mL de NaOH, quedándonos la fórmula de la siguiente manera:
 (2)
Reemplazando valores:
 
Q= (187.5cal ) (1)
Q= 187.5 Cal
El calor liberado es de -187.5 Cal se coloca el signo negativo porque es una reacción exotérmica lo que indica que libera energíaen forma de calor
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Cálculo del calor de neutralización
Ahora determinamos las moles neutralizadas a partir de las reacciones entre el NaOH 0,5N y el HCl 0,5N: Volumen de HCl 0.5N = 100 mL. Volumen de NaOH 0.5N = 25 mL.
Reacción 
Calculamos las moles de la solución básica de NaOH 0,5N
 ; despejamos
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Sabemos que eq-g = n(moles) * e(equivalente); despejamos las moles y nos queda:
Las moles (n) de NaOH son moles
Finalmente calculamos el ΔH molar de la reacción, a partir de las reacciones entre el NaOH 0,5 N y el HCl 0,5 N
Recordemos que el valor del calor de neutralización viene expresado en unidades de energía desprendida por mol neutralizado, por lo que para calcular el calor de neutralicación Qn (ΔH molar), bastará sustituir los valores en la ecuación anterior (Q) calor liberado, y dividir por el número de moles neutralizados, esto es: 
Ahora sí procedemos a calcular ΔH molar de la reacción reemplazando valores
ΔH molar de la reacción fue de 15000 cal/mol
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Comparando los resultados con los reportados teóricamente
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CONCLUSIONES 
· La capacidad calorífica del calorímetro en el experimento (Cpc) fue de 62.5 calg °C
· El calor liberado de la reacción fue de -187.5 Cal.
· El ΔH molar en un sistema acido fuerte- base fuerte que se obtuvo en la práctica fue de 15000 cal/mol
· La reacción de neutralización de un ácido con una base es una reacción exotérmica.
· existe un margen de error, el cual fue 
· Finalmente se puede concluir que se cumplió con el objetivo de la práctica el cual consistía en determinar el calor de neutralización (-187.5 Cal.) y encontrar el Cp (62.5 cal/g °C) del calorímetro o frasco donde se realizó la reacción.
REFERENCIAS 
GRACIAS!!
el valor alto de ΔH para este caso acido fuerte – base fuerte, se debe a que los ácido en soluciones diluidas y el efecto químico común a todas estas neutralizaciones es la unión que se da entre iones hidratados de hidrogeno e hidroxilo para formar agua desionizada, y no se descarta a lo largo de la práctica que existe un margen de error, el cual fue puesto que la reacción no se hizo en un sistema adiabático como tal, y a la hora de realizar las mediciones respectivas y la toma de los datos experimentales pueden ocurrir inconvenientes que se reflejan como margen de error
Frasco Dewar o de polietileno con su tapa y agitador o calorímetro.
termometro
cronometro
probeta 250mL
embudo de decantaciión pequeño o bureta 50 mL
agua destilada
se determino el Cp para poder hacer las reacciones de ∆𝐻𝑟𝑥 entre el NaOH y HCl 
se adiciono en el frasco dewar 25 mL de NaOH sobre el acido de las dos soluciones (a misma temperatura)
se midieron las temperaturas maximas
se calculo el calor y la entalpia molar