Aditividad del calor de reaccin Ley de Hess Exp 13

Experimento

13

Experimento 13

Aditividad del Calor de Reaccin: Ley de Hess

Aditividad del Calor de Reaccin:Ley de Hess

En este experimento usar un calormetro hecho con un recipiente de espuma plstica (Styrofoam) para medir el calor desprendido por tres reacciones. Una de las reacciones es la misma que la combinacin de las otras dos. Por ello, de acuerdo con la ley de Hess, el calor de reaccin de una reaccin debe ser igual a la suma de los calores de reaccin de las otras dos. Este concepto se conoce tambin como la aditividad de los calores de reaccin. El objetivo primario de este experimento es confirmar esta ley. Las reacciones que se usarn en este experimento son:

(1)Hidrxido de sodio slido disuelto en agua para dar lugar a la solucin acuosa de iones.

NaOH(s)

Na+(ac) + OH(ac) H1 = ?

(2)El hidrxido de sodio reacciona con el cido clorhdrico acuoso para formar agua y una solucin acuosa de cloruro de sodio.

NaOH(s) + H+(ac) ) + Cl(ac)

H2O(l) + Na+(ac) + Cl(ac) H2 = ?

(3)Las soluciones acuosas de hidrxido de sodio y cido clorhdrico reaccionan para formar agua y cloruro de sodio acuoso.

Na+(ac) + OH(ac) + H+(ac) ) + Cl(ac)

H2O(l) + Na+(ac) + Cl(ac) H3 = ?

OBJETIVOS

En este experimento Combinar las ecuaciones de dos reacciones para obtener la ecuacin de la tercera reaccin.

Usar un calormetro para medir el cambio de temperatura en cada una de las tres reacciones.

Calcular el calor de reaccin, H, para las tres reacciones.

Usar los resultados para confirmar la ley de Hess.

Figura 1

Usar como calormetro un vaso aislante trmico de espuma plstica (Styrofoam) dentro de un vaso de precipitado, tal como se muestra en la Figura 1. Para este experimento puede considerar que la prdida de calor hacia el calormetro y el aire circundante es despreciable. An si el calor se pierde por cualquiera de las vas sealadas, constituye un factor prcticamente constante en cada parte del experimento y tiene un efecto pequeo el resultado final. eJerciCIO Pre-lab En el espacio de abajo combine algebraicamente dos de las ecuaciones de arriba para obtener la tercera ecuacin. Indique el nmero de cada reaccin en las lneas ms cortas.

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MATERIALES

computador100 mL de agua

interfaz Vernier para computador 4.00 g de NaOH slido

Logger Pro Soporte universal

Sensor de Temperatura abrazadera

50 mL de 1.0 M NaOHBarra de agitacin

50 mL de 1.0 M HClVaso de espuma plstica (Styrofoam)

100 mL de 0.50 M HClVaso de precipitado de 250 mL

PROCEDIMIENTOReaccin 1

1.Obtenga y use guantes.

2.Conecte el sensor a la interfaz. Prepare el computador para la toma de datos abriendo el archivo 18 Ley de Hess en la carpeta Qumica con Vernier. 3.Coloque el vaso aislante dentro de un vaso de precipitado de 250 mL como se muestra en la Figura 1. Coloque 100.0 mL de agua en el vaso de espuma plstica. Baje el sensor de Temperatura e introdzcalo en la solucin.

4.Use una abrazadera para sujetar el sensor de Temperatura al soporte universal como se muestra en la Figura 1.

5.Pese unos 2 gramos de hidrxido de sodio slido, NaOH, y registre el valor de la masa con exactitud de 0.01 g. Como el hidrxido de sodio es muy higroscpico y captura con rapidez la humedad del aire, resulta necesario pesar y pasar al prximo paso sin retardo. CUIDADO: Manipule el NaOH y la solucin resultante con cuidado.

6.Haga clic en para iniciar la adquisicin de datos y obtenga la temperatura inicial, t1. Hay que esperar algunos segundos para que se alcance el equilibrio de la temperatura del sensor y la de la solucin. Despus de obtener de tres a cuatro lecturas a la misma temperatura, agregue el NaOH slido al vaso aislante. Revuelva con la barra de agitacin de forma continua por el resto de los 200segundos o hasta que la temperatura alcance su valor mximo. Tan pronto como la temperatura comienza a disminuir despus de alcanzar su mximo, puede terminar el ensayo haciendo clic en .

7.Examine las lecturas iniciales en la tabla para determinar la temperatura inicial, t1. Para determinar la temperatura final, t2, haga clic en el botn Estadsticas, La temperatura mxima aparece en la caja de estadsticas en el grfico. Registre t1 y t2 en su tabla de datos.

8.Lave y seque el sensor de Temperatura, el vaso aislante y la barra de agitacin. Deseche la solucin segn le indique el instructor.

Reaccin 2

9.Repita los Pasos 3-8 usando 100.0 mL de 0.50 M cido clorhdrico, HCl, en lugar de agua. ADVERTENCIA: Manipule con cuidado la solucin de HCl y el NaOH slido. Reaction 3

10.Repita los Pasos 3-8, colocando 50.0 mL de 1.0 M HCl (en lugar de agua) en el calormetro constituido por el vaso aislante trmico dentro del vaso de precipitado. En el Paso 5, en lugar del NaOH slido, mida 50.0 mL de solucin de 1.0 M NaOH en una probeta. Luego de determinar t1 para el 1.0 M HCl, agregue la solucin 1.0 M NaOH al vaso aislante. ADVERTENCIA: Manipule con cuidado las soluciones de HCl y NaOH.PROCESANDO LOS DATOS1.Determine la masa de 100 mL de solucin para cada reaccin (asuma que la densidad de cada solucin es 1.00 g/mL).

2.Determine el cambio de temperatura, (t, para cada reaccin.

3.Calcule el calor desprendido por cada reaccin, q, usando la frmula:

q = Cpm(t (Cp = 4.18 J/gC)

Convierta joules a kJ en su reapuesta final.

4.Encuentre (H ((H = q).

5.Calcule los moles de NaOH usados en cada reaccin. En las Reacciones 1 y 2, esto se puede encontrar a partir de la masa del NaOH. En la Reaccin 3, se puede hallar determinando la molaridad, M, del NaOH y su volumen en L.

6.Use los resultados calculados en el Paso 4 y el Paso 5 para determinar (H/mol NaOH en cada una de las reacciones.

7.Para verificar los resultados del experimento, combine el calor de reaccin ((H/mol) de la Reaccin 1 y la Reaccin 3. Esta suma debe ser similar al calor de reaccin ((H/mol) de la Reaccin 2. Usando el valor de la Reaccin 2 como el valor aceptado y la suma de las Reacciones 1 y 3 como el valor experimental, encuentre el error porcentual del experimento.

DATOS Y CALCULOS

Reaccin 1Reaccin 2Reaccin 3

1. Masa del NaOH slidogg(no hay slido NaOH)

2. Masa (total) de solucinggg

3. Temperatura Final, t2CCC

4. Temperatura inicial, t1CCC

5. Cambio en la temperatura, t CCC

6. Calor, q

kJkJkJ

7. H

kJkJkJ

8. Moles de NaOH

molmolmol

9. H/mol

kJ/molkJ/molkJ/mol

10. Valor ExperimentalkJ/mol

11. Valor AceptadokJ/mol

12. Error Porcentual %

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