Reporte Laboratorio: Calor de Reacción (Ley de Hess), Monografías, Ensayos de Termodinámica

¡Descarga Reporte Laboratorio: Calor de Reacción (Ley de Hess) y más Monografías, Ensayos en PDF de Termodinámica solo en Docsity! Calor de Reacción (Ley de Hess) Universidad Autónoma de Chihuahua, Facultad de Ciencias Químicas, Termodinámica Química, 4Y. (18 de Marzo 2022) Resumen Durante esta práctica, se determina el calor de neutralización, en el cual se utiliza la aplicación de la ley de Hess para comprobar el calor que se libera de la reacción, la cual se utiliza para determinar el calor total durante una reacción, en esta ocasión se utilizó como reactivo el ácido clorhídrico y el hidróxido, los primeros dos experimentos son durante la integración de los mismos con agua, el ultimo se realizó una neutralización, en la cual se determinó el calor total de la reacción, los resultados obtenidos se basan en el experimento hecho en la práctica, en el cual se observó de una manera más experimental para nosotros. Abstract During this practice, the heat of neutralization is determined, in which the application of Hess's law is used to check the heat that is released from the reaction, which is used to determine the total heat during a reaction, this time hydrochloric acid and hydroxide were used as reagents, the first two experiments are during the integration of the same with water, the last one was performed a neutralization, in which the total heat of the reaction was determined, the results obtained are based on the experiment done in practice, which was observed in a more experimental way for us. Palabras Clave: Hess, Heat. Introducción En el estudio de las reacciones químicas, una de las cosas importantes a considerar es la propiedad exotérmica o endotérmica. Eso depende de lo que llamamos los calores de reacción. Para calcular calores de reacción se recurre habitualmente a una variable termodinámica que se conoce como entalpia En 1840, Hermain Henri Hess se dedicó a estudiar completamente la química, en su trabajo más conocido, presenta la “Ley de la suma constante de calor” o como se conoce hoy en día “Ley de Hess”. Sin material de apoyo, ni algún marco teórico en el cual ayudarse, Hess pudo establecer esta ley que permite medir de forma directa la reacción del calor. Hizo una gran cantidad de experimentos químicos demostrando que el calor podía ser producido de la misma manera mientras que las reacciones se producían de forma indirecta por etapas y por medio de intermediarios. Esta ley establece que: «Si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se lleva a cabo en una, dos o más etapas» (Chang, 2016). Esto es, que los cambios de entalpía son aditivos: ∆ Hneta=Σ∆ HF ° (productos )−Σ∆HF ° (reactivos ) Entonces, acuerdo a la ley de Hess, podemos expresar una reacción como la suma de dos o más reacciones, el ΔH de esa reacción será igual a la suma de los cambios de entalpía de las otras reacciones. La ley de Hess se utiliza para inferir el cambio de entalpía en una reacción ΔHr, si se puede escribir esta reacción como un paso intermedio de una reacción más compleja, siempre que se conozcan los cambios de entalpía de la reacción total (Spencer, 2000). En este procedimiento, la suma de ecuaciones químicas parciales lleva a la ecuación de la reacción total. Esta, permite tratar las ecuaciones termoquímicas como ecuaciones algebraicas, y pueden sumarse, restarse o multiplicarse por un número, igual que las entalpías de reacción, para hallar la ecuación termoquímica deseada. Objetivo Determinar el calor de reacción de la neutralización del NaOH y el HCl, por medio de la Ley de Hess. Metodología 1. Disolución de NaOH en agua. Antes de iniciar la práctica se montó el equipo como antes se nos indicó. Para la determinación el calor de la primera reacción se vertieron 100 ml de agua destilada en el interior del calorímetro y se registró la temperatura. Después se pesaron 2 gramos de NaOH. Momentos después de empezar la agitación se añadió el NaOH al agua observándose un cambio de temperatura, se registró durante 3 minutos el cambio de esta hasta llegar a su temperatura máxima para terminar cuando empezó a descender. 2. Disolución de NaOH en ácido. 2 experiment al experiment al o) al) Reacció n No. 1 -43.6 Kj/mol -10´415.971 cal/g 21.468 Kj/mol 5´128.52 cal/g 23°C 23°C Reacció n No. 2 -55.5 Kj/mol -13´258.480 cal/g 59.037 Kj/mol 14´103.44 cal/g 28°C 27.5°C Reacció n No. 3 -55.5 Kj/mol -13´258.480 cal/g 64.6404 Kj/mol 15´442.04 cal/g 28°C 28°C Conclusiones Esta práctica demuestra que la ley de Hess es cierta y que podemos utilizarla para obtener reacciones parciales de una total. Respecto a los 3 experimentos, hubo una gran diferencia respecto a los cambios de temperatura con el tiempo, teniendo como conclusión que en la reacción de neutralización se crean nuevos enlaces, por ende desprende más calor, mientras que en las otras reacciones únicamente se disolvían los compuestos, llegando a incrementar su temperatura de 2°C a 5°C respectivamente. Gracias a esta práctica se comprendió la ley de Hess, se entendió que el cambio de entalpia de una reacción química no depende de la ruta entre los estados inicial y final. Se entendió que la ley de Hess es cierta y es posible dividir una reacción química en múltiples pasos y usar las entalpías estándar de formación para encontrar la energía general de una reacción química. Como en toda práctica, se sufrió algún porcentaje de error, esto se pudo deber al pesaje de los reactivos, al aforo, entre otras. Sin embargo, se observa que los resultados son buenos y que cumplen con la ley de Hess. Para los resultados esperados y nuestro porcentaje de error, podemos concluir que esta práctica y resultados son satisfactorios para el equipo. Aunque los cálculos para tener los mililitros del ácido fueron correctos y los pesos del hidróxido de sodio, puede que hayamos faltado en denotar la forma de emplear la ecuación a la hora de sustituir los datos en la fórmula que se nos daba. Los datos experimentales fueron más allá de la teoría de una reacción exotérmica, pues la práctica libero calor y los resultados arrojaron datos endotérmicos; también puede ser una mala interpretación de quien absorbe o libera el calor, si tomamos el calorímetro o el agua. Por lo cual lo único a que se puede dar revisión serían los datos compilados para la realización de los cálculos. El objetivo se realizó, el observar cómo funcionaba la ley de Hess por medio de una reacción de neutralización, el procedimiento de neutralización es uno en el cual se desprende más calor, a diferencia entre el experimento en el cual el ácido y el hidróxido reaccionaban solos en un distinto ambiente, esto podría deberse a factores como el que al ser una reacción de neutralización se rompen y forman nuevos enlaces, en diferencia en las que se solo se diluía el reactivo. 5 Fue una práctica relativamente corta. Se puede decir que el calor de la reacción depende de los reactivos y los productos. Pienso que los resultados son correctos ya que los cambios esperados fueron llevados a cabo y medidos desde el inicio hasta el final de la reacción y todo se hizo siguiendo las instrucciones indicadas desde un principio. Referencia Bibliográfica Manzur, A.; Cardoso, J., 2015, Velocidad de evaporación del agua. Revista Mexicana de Física, vol. 61, núm. 1, p.31-34. Sociedad Mexicana de Física A.C. Distrito Federal, México Briceño, Gabriel, 2021, Ley de Hess: Qué es, en qué consiste, historia, aplicaciones, fórmula, ejemplos. Euston96. España. Atkins, Peter, 2006. Physical Chemistry, Capitulo 2 “The First Law”, p.38-48. W.H. Freeman and Company. United States. Ríos A., Luís Guillermo. Determinación del calor de vaporización del agua. Scientia Et Technica, vol. XVI, núm. 49, diciembre-, 2011, pp. 163-166. Universidad Tecnológica de Pereira. Pereira, Colombia. Cardona, Luis, 2016, Modelo simple y generalizado para estimar la entalpía de vaporización de sustancias puras. Scielo.org, p.37-42, Colombia. 6