Resumen el calor de disolución se define como la cantidad de energía absorbida o liberada en los procesos de disolución, entiéndase por procesos la interacción de iones con el disolvente y el desgastamiento de la molécula con el solvente,






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títuloResumen el calor de disolución se define como la cantidad de energía absorbida o liberada en los procesos de disolución, entiéndase por procesos la interacción de iones con el disolvente y el desgastamiento de la molécula con el solvente,
fecha de publicación04.11.2015
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Bryant Barrientos Castellanos 200810230 Químicos Laboratorio Físico-química I

Job Fidel Alvizurez 200810250

Francisco Cuellar 200718331
RESUMEN
El calor de disolución se define como la cantidad de energía absorbida o liberada en los procesos de disolución, entiéndase por procesos la interacción de iones con el disolvente y el desgastamiento de la molécula con el solvente, estos fenómenos de interacción provocan que exista un cambio en la temperatura de la disolución, según los datos obtenidos se obtuvo dos tipos de reacciones endotérmica (NH4Cl) y exotérmica (NaOH).



MATERIALES Y MÉTODOS


  • Hidróxido de Sodio



  • Cloruro de Amonio

  • 1 Soporte Universal

  • 1 Beaker de 250ml

  • 1 estufa con agitación

  • 1 Agitador Magnético

  • Termometros

  • Calorimetro con Tapadera


Para determinar el calor de disolución de distintas sales solubles se hizo 4 mediciones diferentes con dos tipos de sales distintas, en nuestro caso hidróxido sódico y cloruro de amonio, y se tomo la temperatura cada minuto, con fines experimentales se disolvió la cantidad necesaria de cada sal para que el cambio de temperatura fuere significativo y de fácil cuantificación por medio de la toma de la temperatura.
RESULTADOS
Cuadro 1. Temperatura vs Tiempo NaOH


t (minutos)

1) T(ºC)*

2) T(ºC)*

T (ºC) promedio

1

23

26

24.50

2

23

26

24.50

3

23

26

24.50

4

23

26

24.50

5

23

26

24.50

6

Mezcla

Mezcla

Mezcla

7

28

29

28.50

8

30

31

30.50

9

30

31

30.50

10

30

31

30.50

*3,0gNaOH en 150,0gH2O; a temperatura ambiente de 23ºC

Datos obtenidos en el laboratorio de fisicoquímica, edificio T-12, USAC

Cuadro 2. Temperatura vs Tiempo NH4Cl.


t (minutos)

1) T(ºC)*

2) T(ºC)*

T(ºC) promedio

1

24

26

25.00

2

24

26

25.00

3

24

26

25.00

4

23

26

24.50

5

23

26

24.50

6

Mezcla

Mezcla

Mezcla

7

23

22

22.50

8

22

22

22.00

9

22

22

22.00

10

22

22

22.00

*1) 3,0gNH4Cl en 150,0gH2O y 2) 6,0gNH4Cl en 100,0gH2O; a temperatura ambiente de 23ºC

Datos obtenidos en el laboratorio de fisicoquímica, edificio T-12, USAC
Gráfico 1. Calor de disolución del hidróxido sódico en agua.
Datos obtenidos en el laboratorio de fisicoquímica, edificio T-12, USAC
Gráfico 2. Calor de disolución del cloruro de amonio en agua.
Datos obtenidos en el laboratorio de fisicoquímica, edificio T-12, USAC

DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Cuando se disuelve hidróxido sódico en agua, se libera energía en forma de calor y este intercambio energético que se produce al realizar disolución del compuesto con el agua se manifestó en forma y se cuantifica por medio de la temperatura. De manera similar la disolución de cloruro de amonio en agua absorbe energía y se apreció, como se esperaba, un descenso en la temperatura.
Todo proceso de disolución lleva asociado un valor de energía liberado o absorbido (calor de disolución, o en condiciones estándar entalpía), ocasionando un aumento ó descenso en la temperatura, lo cual es cuantificable.
Un proceso de disolución en el cual aumenta la temperatura, como en la disolución de hidróxido sódico en agua, está favorecido termodinámicamente pues la forma disociada de la sal es más estable. En el caso contrario, el disolver cloruro de amonio en agua, que provoca un descenso en la temperatura, indica que la disociación de la sal produce especies menos estables.
Cabe mencionar que en nuestro diario vivir se aprecia la preferencia del hidróxido sódico de permanecer disuelto en agua, puesto que el mismo es higroscópico y las granallas que tienen contacto con el aire se comienzan a rodear rápidamente de moléculas de agua.

Los calores combustión teóricos del hidróxido de sodio y del cloruro de amonio son -44,51kJ/mol y 14,78kJ/mol respectivamente. (LIDE: 5-86)
El calor de disolución es fácilmente calculado mediante la ecuación:
QH2O + Qcal = Qdisolución (1)
En la práctica anterior se obtuvo la capacidad calorífica del calorímetro (Ccal), 14cal/ºC, pero si no se tuviese se puede consultar una tabla de valores termodinámicos para el material del que está hecho el calorímetro. Para comprender mejor la ecuación (1) y la forma en que se han utilizado los datos, conviene dar la misma con detalles:
mH2OCH2O(Tm-To) + Ccal(Tm-To) = Qdisolución (2)
Donde To y Tm, son las temperaturas inicial y máxima ó mínima respectivamente. De la ecuación anterior se obtiene que el calor de disolución del hidróxido de sodio para los procesos 1) y 2):
1) 700cal + 98cal = 798cal = 45kJ/mol

2) 700cal + 70cal = 770cal = 43kJ/mol

Promedio: 44kJ/mol
Sin embargo como existe un aumento de temperatura en el medio, el calor de disolución es -44kJ/mol.
De igual manera se utilizó la ecuación (1), para calcular el calor de disolución del cloruro de amonio para los procesos 1) y 2):
1) -150cal - 14cal = -164cal = -12kJ/mol

2) -400cal – 56cal = -456cal = -17 kJ/mol

Promedio: -15kJ/mol
Sin embargo como existe un descenso en la temperatura en el medio, el calor de disolución es de 15kJ/mol.
Al comparar los calores de disolución teóricos con los obtenidos se aprecia que el experimento llevado a cabo dio resultados que son congruentes casi perfectamente con los datos teóricos, el experimento dio resultados tan precisos debido a que el sistema que se utilizó era cerrado.

CONCLUSIONES


  1. El calor de disolución del hidróxido de sodio es de -44kJ/mol a 23ºC.

  2. El calor de disolución del cloruro de amonio es de 15kJ/mol a 23ºC.

  3. Los resultados obtenidos en esta práctica son reproducibles en las condiciones anteriormente expuestas.

  4. La disolución de hidróxido de sodio está favorecida termodinámicamente ya que los iones en solución son menos energéticos que la especie iónica.

  5. La disolución de cloruro de amonio está termodinámicamente desfavorecida, puesto que requiere calor para llevarse a cabo.


RECOMENDACIONES


  1. Tomar en cuenta el calor que puede intercambiar el sistema completo (termómetro, vaso, agitador), por medio de conocer sus constantes caloríficas.


CUESTIONARIO


  1. ¿Qué concentraciones tenían las disoluciones que preparó?


Soluciones NaOH:

  1. 0,50M

  2. 0,50M

Soluciones NH4Cl:

  1. 0,37M

  2. 1,1M




  1. ¿Qué Iones estuvieron involucrados en cada uno de los procesos de Disolución?


Soluciones NaOH: iones Na+ y OH-

Soluciones NH4Cl: iones NH4+ y Cl-


  1. Exprese el Calor de Disolución en KJ/mol.


Disolución NaOH: -44kJ/mol

Disolución NH4Cl: 15kJ/mol


  1. ¿Cómo fueron los valores de entalpía(Delta H) para cada disolución? (Positivo, Negativo, Explique)


La disolución de hidróxido de sodio está favorecida termodinámicamente ya que los iones en solución son menos energéticos que la especie iónica; su cambio de entalpía fue negativo, lo cual quiere decir que transfiere calor al agua y al calorímetro.

La disolución de cloruro de amonio está termodinámicamente desfavorecida, puesto que requiere calor para llevarse a cabo; su cambio de entalpía fue positivo, lo cual quiere decir que transfiere calor al agua y al calorímetro.

BIBLIOGRAFÍA


  1. LIDE D., CRC Handbook of Chemistry and Physics, 87Ed, 2006-2007, CRC, 2388p.

  2. ATKINS P., Physical Chemistry, 8Ed., 2007, Oxford University

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