Reporte 1 calor de reaccion

Vista previa del material en texto

Área de Química
Laboratorio de Química lV
Reporte No. 1 
“Calor de Reacción”
Nombre: Jose Javier de Paz Olavarrueth
Carné: 201801365
Guatemala, 8 de agosto de 2018
1. Resumen 
En la práctica llamada “Calor de Reacción”, en la fase #1, se elaboró un calorímetro, utilizando un beaker al cual se le introdujo algodón para que actuara como aislante, se colocó en el beaker el vaso de poliestireno y a la tapadera del mismo se le perforaron 2 orificios donde se colocó el termómetro y una pajilla. Posteriormente con 2 muestras de agua con diferentes temperaturas, se calculó el calor del calorímetro. Luego, se limpió el calorímetro para reutilizarlo en la fase #2. Se mezcló un ácido (HCl) y un base (NaOH), lo que produjo como producto final sal (NaCl) y agua (H2O). Esta reacción es una reacción de neutralización. Se calculó el calor de la reacción y el cambio de entalpía de esta. 
2. Objetivos 
2.1 Objetivo General
· Comprender el funcionamiento básico de como medir las cantidades de calor suministradas o recibidas a través de un calorímetro. 
2.2 Objetivos Específicos
· Construir y conocer el funcionamiento básico de un calorímetro. 
· Determinar el calor de una reacción entre un ácido fuerte y una base fuerte. 
3. Marco Teórico 
Calor 
Energía que se manifiesta por un aumento de temperatura que procede de la transformación de otras energías.
Termodinámica 
Rama de la física que estudia la acción mecánica del calor y las restantes formas de energía. 
Proceso Endotérmico
Reacción química que absorbe energía. 
Proceso Exotérmico 
Reacción química que libera energía. 
Energía Interna
Energía que posee toda sustancia cuando hay volumen constante. 
Entalpía
Calor transferido a presión constante. 
Calorimetría
Medición de los cambios de calor. 
Calor Específico
Cantidad de calor que por gramo necesita un cuerpo para que su temperatura aumente un grado centígrado. 
Capacidad Calorífica
Cantidad de calor que se requiere para aumentar un grado centígrado la temperatura de cualquier sustancia. 
Calorímetro
Aparato utilizado para medir cualquier constante térmica. 
Reacción de Neutralización 
Reacción donde actúan un ácido y una base y producen agua y sal. 
4. Marco Metodológico 
4.1 Reactivos 
· Ácido Clorhídrico (HCl)
· Hidróxido de Sodio (NaOH)
· Agua Destilada (H2O)
4.2 Cristalería 
· 
2
· 2 Beaker 100ml 
· 1 Beaker 450 ml 
· 2 Probetas de 100ml 
· 2 Balones de Aforo de 100ml 
· 5 Pipetas Serológicas 
· 1 Varilla Pajilla de Plástico
· 1 Vidrio de Reloj 
4.3 Equipo 
· 1 Campana de Extracción 
· 1 Balanza Analítica
· 1 Termómetro de Mercurio 
· 1 Pizeta
4.4 Algoritmo de Procedimiento 
Fase #1: construir y conocer el procedimiento básico de un calorímetro. 
1. Dentro de un Beaker de 450ml, colocar algodón como aislante. 
2. Colocar un vaso de Poliestireno dentro del Beaker. 
3. Aislar el vaso de Poliestireno, rellenar espacios sobrantes con algodón. 
4. Realizar 2 orificios en la tapadera del vaso de Poliestireno. 
5. Pesar 20ml de H2O a temperatura ambiente e introducirla dentro del vaso. 
6. Colocar pajilla y el termómetro en 2 orificios en la tapadera del vaso. 
7. Calentar 60ml de H2O destilada a 100 grados centígrados, medir temperatura y tomar nota, luego; pesar la masa del agua caliente. 
8. Agregar el H2O caliente al calorímetro con los 20ml de H2O a temperatura ambiente y permitir que se alcance el equilibrio térmico. 
9. Repetir la fase #1 dos veces mas para determinar la capacidad calorífica. 
4.5 Diagrama de Flujo 
Inicio
Fin
Determinar capacidad calorífica. 
Colocar algodón dentro del Beaker. 
Insertar vaso de poliestireno dentro del beaker. 
Repetir procedimiento de fase #1 dos veces más. 
Aislar el vaso con más algodón.
SÍ
¿Se alcanzó el equilibrio térmico?
Realizar 2 orificios en la tapadera.
Pesar 20ml de H2O e introducir en el vaso.
NOOoo
Insertar pajilla y termómetro en los orificios.
Agregar los 60ml al calorímetro y esperar el equilibrio térmico.
Calentar 60ml de H2O a 100 centígrados, medir y anotar temperatura.
4.4.1 Algoritmo de Procedimiento 
 Fase #2: determinar el calor de la reacción de neutralización de un ácido fuerte y una base fuerte. 
1. Limpiar, secar y reutilizar el calorímetro de la fase #1.
2. Tomar 30ml de las disoluciones creadas por el grupo anterior del laboratorio, medir volumen, identificarlas con nombre, concentración y temperatura. 
3. Comprobar que sean las mismas temperaturas para ambas, de lo contrario esperar a que se igualen. 
4. Verter las 2 disoluciones lo más rápido posible en el calorímetro. 
5. Colocar la tapa del calorímetro y agitar para mejorar la velocidad de la reacción. 
6. Medir y anotar temperatura inicial y final de la mezcla. 
7. Repetir el procedimiento 2 veces para determinar la temperatura máxima alcanzada. 
4.5.1 Diagrama de Flujo 
 Inicio
Repetir 2 veces la fase #2
Medir la temperatura máxima.
Reutilizar el calorímetro de fase #1.
Obtener promedio de temperatura máxima. 
Colocar la tapa y agitar.
Tomar 30ml de HCl y NaOH
Fin
Verter las disoluciones en el calorímetro.
Esperar a que se igualen las temperaturas.
No
Sí
¿Tienen la misma temperatura?
5. Resultados 
Tabla #1 Capacidad Calorífica del Calorímetro
	Capacidad Calorífica 
	Exactitud
	63.20 J 
	67.45% 
 Fuente: Datos Calculados 
Tabla #2 Calor de la Reacción 
	Calor de la Reacción 
	Exactitud 
	-74.5 KJ
	101% 
 Fuente: Datos Calculados 
Tabla #3 Entalpía de la Reacción 
	Entalpía 
	-148.1KJ/mol
 Fuente: Datos Calculados 
6. Interpretación de Resultados 
Para determinar el calor de reacción se realizaron una serie de pasos. Se elaboró un calorímetro utilizando un vaso de espuma de poliestireno, se colocó el vaso de poliestireno dentro de un beaker con algodón en el fondo, el cual ayuda a aislar la mezcla en reacción de los alrededores, se aisló el espacio restante entre el vaso y el beaker con más algodón, se colocó sobre el vaso una tapadera con dos agujeros. En uno de los agujeros se introdujo un termómetro el cuál midió el cambio en la temperatura y en el otro un dispositivo para agitar. Dentro del calorímetro se colocó cierta cantidad de agua y se midió la temperatura de la misma, por aparte se calentó agua a temperatura de ebullición y se tomó la temperatura, luego se introdujeron en el calorímetro permitiendo que alcanzara el equilibrio térmico. Se midió la temperatura iniciale, de ebullición y de equilibrio térmico. Con la temperatura inicial, de ebullición y equilibrio térmico que fueron tomadas anteriormente, suponiendo que no hay calor de reacción; se toma en cuenta únicamente el calor de la reacción, igualada al negativo del calor del calorímetro. Y posteriormente a este cálculo, se obtiene utilizando las fórmulas adecuadas la capacidad calorífica del calorímetro, Todo el procedimiento práctico se realizó en la fase #1. 
En la fase #2, se utilizó el mismo calorímetro de la fase #1. Se les tomo la temperatura y el pesaje a 2 disoluciones, las cuales eran un ácido (HCl) y una base (NaOH). Luego, rápidamente se introdujo una cantidad específica de las sustancias en el calorímetro, se colocó la tapadera junto con la pajilla y el termómetro. Se observo y anoto la temperatura final de la reacción. 
Finalmente, con los datos obtenidos, se calculo el calor de la reacción de neutralización y su cambio de entalpia, que parte de la diferencia de la entalpia de reactivos vs productos. 
7. Conclusiones 
· El calorímetro sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. 
· Cuando la temperatura aumenta la reacción es exotérmica, debido a que se refiere a cualquier proceso que cede calor. 
· Cuando una reacción libera calor es exotérmica y cuando absorbe es endotérmica. 
· Las reacciones de neutralización son las reacciones entre un ácido y una base, que producen una sal y agua. 
· Cuando se da una reacción exotérmica, la entalpía siempre será menor a 0.8. Bibliografía 
· Agua destilada. Wikipedia [en línea], 2018. [en línea]. [Consulta: 1 August 2018]. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Agua_destilada.
· AGUAMARKET, [sin fecha]. Usos del agua en las industrias. Aguamarket Productos y Servicios para la industria del agua [en línea]. [Consulta: 10 April 2018]. Disponible en: http://www.aguamarket.com/diccionario/terminos.asp?Id=3051 
· AGUAPURA, 2016. USOS DEL AGUA DESTILADA. aguapuraysana [en línea]. [Consulta: 1 August 2018]. Disponible en: https://aguapuraysana.com/usos-del-agua-destilada/.
· ANWAR, F., LATIF, S., ASHRAF, M. and GILANI, A.H., 2006. Moringa oleifera: a food plant with multiple medicinal uses. Phytotherapy Research [en línea]. [Consulta: 7 April 2018]. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/ptr.2023.
· 
BROWN, T.L. and HERNÁNDEZ, A.R., 2014. Química: la ciencia central. México: Pearson Educación.
· Hidróxido de sodio | Usos, beneficios e información sobre la seguridad química. ChemicalSafetyFacts.org [en línea], 2018. [en línea]. [Consulta: 1 August 2018]. Disponible en: https://www.chemicalsafetyfacts.org/es/hidroxido-de-sodio/.
· Hidróxido de Sodio. Juan Gualberto Gómez - EcuRed [en línea], [sin fecha]. [en línea]. [Consulta: 1 August 2018]. Disponible en: https://www.ecured.cu/Hidróxido_de_Sodio.
· 
Ácido clorhídrico | Ácido muriático | Información sobre la seguridad química. ChemicalSafetyFacts.org [en línea], 2018. [en línea]. [Consulta: 1 August 2018]. Disponible en: https://www.chemicalsafetyfacts.org/es/acido-clorhidrico/.
· 
▷ Ácido Clorhídrico → Formula, Propiedades, Usos y Riesgos √. Acido clorhidrico [en línea], [sin fecha]. [en línea]. [Consulta: 1 August 2018]. Disponible en:https://acidoclorhidrico.org/. 
9. Apéndice 
9.1 Hoja de Datos Originales 
Hoja Adjunta.
9.2 Muestra de Calculo 
· Capacidad Calorífica
Calor de Reacción 
· Cambio de Entalpía de la Reacción 
 
· Exactitud
DatoExperimental / DatoTeórico *100 
Tabla #1 ”Incertezas”
	Instrumento
	Incerteza
	Balanza
	
	Probeta
	
	Termómetro
	
 Fuente: Instrumentos de laboratorio
9.3 Datos Calculados 
	
· Capacidad Calorífica
 Fuente: Datos Calculados
Exactitud de la Capacidad Calorífica
 
 Fuente: Datos Calculados
· Calor de la Reacción 
 Fuente: Datos Calculados
· Exactitud del Calor de Reacción 
 Fuente: Datos Calculados
· Cambio de Entalpía de la Reacción 
 Fuente: Datos Calculados