8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
1/36
INDICE
1. Resumen…………………………………………………………..………….03
2. Introducción…………………………………………………………..………04
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
2/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
3. Principios teóricos……………………………………………………………05
4. Detalles experimentales……..………………………………...……………09
5. Taulación de datos ! resultados experimentales………………………..14
". #$emplos de c%lculos………………………………………………………...1&
'. (n%lisis ! discusiones de resultados……………………………………….20
&. )onclusiones ! recomendaciones……………………………………..…..21
9. *ilio+ra,-a…………………………………………………………………….22
10.(nexos...………………………………………………………………………23
RESUMEN
#l presente in,orme tuo como ,inalidad determinar el camio t/rmico ue
acompaa a las reacciones u-micas as- como tami/n la capacidad calor-,ica
del sistema aislado.
Primero se determinó la capacidad calor-,ica del calor-metro meclando dos
olmenes i+uales de a+ua 150 ml6 a di,erentes temperaturas 728,r-a 24.9:)
! 728tiia 3'.3:)6 oserando en la mecla una temperatura de euiliro de31.9:)
2
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
3/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Posteriormente se determinó el calor de neutraliación al reaccionar una
solución de ase ,uerte ;idróxido de sodio ue+o del experimento deducir ue un %cido ! una ase reaccionan
despidiendo una cantidad de ener+-a es decir +enera una reacción exot/rmica
as- como tami/n dependiendo del caso podemos otener reacciones
endot/rmicas ue asoren calor6. #l calor de neutraliación no depende de la
naturalea de los componentes o soluciones siempre ! cuando amas
soluciones sean ,uertes= es decir se disocien completamente.
1. INTRODUCCIÓN ()
Toda la materia posee masa ! olumen sin emar+o la masa desustancias di,erentes ocupan distintos olmenes.
>a propiedad ue nos permite medir la li+erea o pesade de una
sustancia recie el nomre de densidad. )uanto ma!or sea la densidad
de un cuerpo m%s pesado nos parecer%.
#xisten diersas ,ormas de otención de la densidad como el
dens-metro ue nos rinda la medida directa de la densidad de un
l-uido= tami/n encontramos al picnómetro el cual permite ;allar la
3
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
4/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
densidad de cualuier sustancia sin importar en u/ estado est/ sea
sólido l-uido o +aseoso= de i+ual manera tami/n podemos encontrar
la alana ;idrost%tica con la cual podemos calcular la densidad de los
sólidos.
Por lo tanto el presente in,orme tiene como ,inalidad descriir ! exponer
el traa$o realiado en la clase de laoratorio como el procedimiento
experimental para la otención de la densidad de cuerpos l-uidos como
sólidos= cu!o resultado experimental se comparó con sus respectios
alores teóricos= adem%s de ar+umentar el poru/ de ellos.
2. PRINCIPIOS TEÓRICOS
CAPACIDAD CALORÍFICA (C) :
De una sustancia es la cantidad de calor ue se reuiere para elear un
+rado )elsius la temperatura de una determinada cantidad de sustancia.
Cus unidades son Ecel. calor espec-,ico es una propiedad intensia entanto la capacidad calor-,ica es una propiedad extensia.
)omo re+la +eneral ! salo al+unas excepciones puntuales la
temperatura de un cuerpo aumenta cuando se le aporta ener+-a en
,orma de calor. #l cociente entre la ener+-a calor-,ica F de un cuerpo ! el
incremento de temperatura T otenido recie el nomre de capacidad
calor-,ica del cuerpo ue se expresa comoG
4
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
5/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
C = Q
∆ T …………(1)
>a capacidad calor-,ica es un alor caracter-stico de los cuerpos ! est%
relacionado con otra ma+nitud ,undamental de la calorimetr-a el calor
espec-,ico.
CALOR ESPECÍFICO (Ce):
#l calor espec-,ico es la cantidad de calor ue se necesita por unidad de
masa para elear la temperatura un +rado )elsius. >a relación entre
calor ! camio de temperatura se expresa normalmente en la ,orma ue
se muestra aa$o donde c es el calor espec-,ico. #sta ,órmula no se
aplica si se produce un camio de ,ase porue el calor aadido o
sustra-do durante el camio de ,ase no camia la temperatura esta
relación se expresa comoG
DóndeG
Ce=
C
m=
Q
m∆ T ……….(2)
Hc es el calor espec-,ico del cuerpo
Hm su masa
H) la capacidad calor-,ica
HF el calor aportado
HJT el incremento de temperatura
#l calor espec-,ico es caracter-stico para cada sustancia ! en el Cistema
Internacional se mide en $ulios por Kilo+ramo ! Kelin EK+LM66
)onsiderando un sistema adia%tico un calor-metro Hideal ! una mecla
de dos masas de a+ua a distintas temperaturas se sae ue despu/s
5
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/heat.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/heat.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/temper.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/temper.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/phase.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/phase.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/temper.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/phase.html#c1http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/heat.html#c1
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
6/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
de un cierto tiempo se alcanar% la misma temperatura ,inal. Para
calcular la temperatura de euilirio se recurre a la conseración de la
ener+-a. )omo no se e,ecta traa$o mec%nico se mantiene la ener+-a
t/rmica total del sistema. Por tanto se puede escriirG
Calor gaa!o " # Calor $er!%!o
#sta ecuación de conseración se puede escriir en t/rminos de masas
calores espec-,icos ! di,erencias de temperatura de los diersos
componentesG
K (Tm−T 1 )+¿ M& C'2O (T#T&) M* C'2O (T#T*) " +………….36
CALOR DE DISOLUCION:
)uando se disuele un soluto en un disolente en +eneral se produce
un intercamio de ener+-a ue se mani,iesta en un aumento odisminución de la temperatura del sistema. #l calor asorido o lierado
se denomina calor de disolución. Ci el proceso de disolución es
exot/rmico se liera calor ! la temperatura del sistema aumenta. Ci el
proceso es endot/rmico se asore calor ! la temperatura del sistema
disminu!e.
#n una disolución exot/rmica la ener+-a del disolente m%s la del soluto
por separado es ma!or ue la ener+-a del disolente ! el soluto una e
meclados. >a di,erencia de ener+-a es lo ue conocemos como calor de
disolución o entalp-a de disolución cuando el proceso tiene lu+ar a
presión constante6. #n este caso es una entalp-a ne+atia puesto ue
en el estado ,inal el sistema tiene menos ener+-a ue el inicial.
#n una disolución endot/rmica ocurre lo contrario la ener+-a del estado
6
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
7/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
inicial soluto ! disolente por separado6 es menor ue la ener+-a del
estado ,inal la disolución6. Por tanto la entalp-a es positia.
#s interesante conocer la cantidad de calor asorida o desprendidapor mol de sustancia en el proceso completo es decir cuando se
disuele toda la sustancia en la cantidad de disolente ele+ida .( la
cantidad de calor +enerada en estas condiciones ! iene dado porG
……………..46
REACCIÓN E,OT-RMICA:
'2SO '2O '/O 'SO
ENTALPÍA DE DISOLUCIÓN:
>lamado tami/n calor de disolución es el camio de entalp-a asociado
a la disolución de una sustancia en un solente a presión constante.
Ce expresa m%s ,recuentemente en KEmol a temperatura constante. #l
calor de solución de una sustancia est% de,inido como la suma de la
ener+-a asorida o ener+-a endot/rmica expresada en KEmol
NpositiosN6 ! la ener+-a lierada o ener+-a exot/rmica expresada en
KEmol Nne+atiosN6.
( continuación se mostrara la ecuación para la determinación de la
ariación de la entalpia en una reacción exot/rmica.
(T m−T 1 )¿
K (T m−T 1 )+ M RS. Ce RS¿… (5 )¿
∆ H =−¿
7
http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Endot%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Endot%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmica
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
8/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
CALOR DE NEUTALI0ACION:
>a neutraliación de soluciones acuosas diluidas de un %cido por medio
de una solución acuosa diluida de una ase es un tipo particular de
reacción u-mica= es una reacción de neutraliación. >a neutraliaciónde una solución acuosa de 7)l con una solución de
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
9/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
/. DETALLES E,PERIMENTALES ()
MATERIALES CARACTERÍSTICAS IMAEN
1) Fra&o Tero Tapon corc;o
(+itador
2) Ter3e4ro 0: a 100:c #lectrico
/) Erlee5er
500ml
) 6ao$re&%$%4a!o
Dos asos de 100ml ! 500ml
7) P%$e4a Oraduado 10ml
9
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
10/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
8) 9re4a Oraduado 10ml
;) Prolamado alco;ol isoprop-lico esun alco;ol incoloro in,lamalecon un olor intenso !mu! miscile con el a+ua.
2) Car
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
11/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Pao 2:
a. Ce ;umedeció ! seco externamente el picnómetro con papel toalla.
+;G 2 Pesada del picnómetro
Fe4e: SSS.proAla.com.mx
http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
12/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Pao :
a. Retiramos el a+ua del picnómetro.+?: Cecado en la estu,a
Fe4e: SSS.proAla.com.mx
12
F%gra N>+?: Cecado en la estu,a
Fe4e: SSS.proAla.com.mx
http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
13/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Pao 8:a. Repetimos toda los pasos anteriores a una temperatura de 30:).
Pao ;:
Todo el paso se realió a una T de 20:).
a. Repetimos el P(C8 1 2 ! se otuo el alor de (.lenamos con a+ua destilada se
olió a pesar ! se otuo P.
13
F%gra N>+@: @edir la temperatura
Fe4e: SSS.proAla.com.mx
F%gra N>1+: Pesar el picnómetro
Fe4e: SSS.proAla.com.mx
http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/http://www.pro-lab.com.mx/
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
14/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
. TA9ULACIÓN DE DATOS RESULTADOSE,PERIMENTALES
% TA9LAS DE DATOS E,PERIMIENTALES:
14
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
15/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
16/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
TA9LAS DE CLCULOS
16
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
17/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
17
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
18/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
19/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
20/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
"=0.0368mol "=0.0368mol
Ree$laGa!o !a4o:
ϱ=C (T 2−T 1)
"…………..( )
ϱ=C (27.5 ° C −24.45° C )
0.0368 mol
De la e&a&%3 () C"287.? &alH>C
ϱ=265.448cal /'C (27 ° C −24.45° C )
0.0368mol
ϱ=−¿ 1?/@kcal
mol
Fe4e: Ela
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
21/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
22/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
FUENTE: Ela
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
23/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
N HClC
× V HCl= N NaOH C
×V NaOH C
*e+pe,amo+ N HClC
:
N HClC = N NaOH
C
×V NaOH V HCl
Reemplaando datosG
N HClC =
0.1532×3.2
0.048
N HClC =0.618
2 Cal&lao lo olee !e HCl 5 NaOH
V Hcl+V NaOH =300 ……………………………………………………………….….. 6
V Hcl × N HClC =V NaOH × N NaOH
C ………………………………………………….…….. 6
Despe$amos V Hcl G
V HCl= N NaOH
C ×V NaOH
❑
N HClC
Reemplaando datosG
V HCl=0.1532× V NaOH
❑
0.618
V HCl=0,2479×V NaOH …………………………………………….. 6
6 en 6
V Hcl+V NaOH =300 ….…………………………………………………………..…….. 6
0.2479 ×V NaOH +V NaOH =300
23
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
24/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
V NaOH =240.4039
V HCl=59.591
/ 'allao la &a$a&%!a! &alor*%&a !e la e$er%e&%a 1:
DATOS:
• V =150ml• m=150 g
C $(ag!a)=0.999 ca l
g ° C
• T e (tempe-at!-a e eq!ilib-io)=31,9° C
• T c (tempe-at!-acalie"te )=37,3 ° C
• T f (tempe-at!-a f-ia)=24,9° C >a ecuación es G
m× C e × (T c−T e)=C % ×(T e−T f ) …………………………………………………….……...( )
Reemplaamos aloresG
31.9 ° C −24,9° C 150g ×
0.999 cal
g ° C × (37,3 ° C −31.9 ° C )=C % × ¿ )
C % =115.598
cal
° C
Ca$a&%!a! &alor*%&a !e 4o!o el %4ea:
Da4o:
C $ ( ag!a)=
0.999cal
g ° C
m=150 g
C % =115.598
cal
℃
24
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
25/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
C =265.448cal
℃……………………………………………....……..
UU6
7 Cal&lo !el &alor !e e4ral%Ga&%3:
ϱ=C (T 2−T 1)
"……………………………………….…….. 6
Cal&la!o T 1 ($roe!%o !e 4e$era4ra !el &%!o 5 !e la
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
26/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
ϱ=C (T 2−T 1)
"………………………………………………………………………..... 6
ϱ=C (27.5 ° C −24.45° C )0.0368 mol
¿∧¿ *ela ec!aci/" … … … … … … … …¿
•
ϱ=265.448cal/' C (27 ° C −24.45 ° C )
0.0368mol
ϱ=−18,39k cal
mol
8 'allareo el $or&e4ae !e error:
Para ;allar el porcenta$e de error se necesita del alor teórico lo cual se ;alló mediante lasi+uiente +r%,ica ,ormado con alores teóricos las cuales sonG
@encionamos la tala 9 ue se encuentra en la sección de talas de datos teóricos6
26
Ta
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
27/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
18 1? 2+ 22 2 28
-13.8
-13.7
-13.6
-13.5
-13.4
-13.3
-13.2
-13.1
*() " +.+7 # 1.7;RQ " 1
Kcal/mol ,s °C
L%ear ()
empera)'ra (°C$
CA! 0E NEAAC!N (Kcal/mol$
De la cual otuimos la relación de temperatura ! calor de neutraliación
0=0.0486 1−14.574 ……………………………………………………………..……… 2¿
DóndeG
• 1=tempe-at!-a• 0=calo- e "e!t-ali3acio" teo-ica
De donde se necesita el calor especi,ico teórico a una temperatura de 23:)
Ree$laGa!o e la e&a&%3 2¿
)
0=0.0486 (23)−14.574
27
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
28/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
0=−13.4562(kcal
mol )
E4o&e allao el error e$er%e4al:
$--o-=¿ V .Teo−V . exp
V .Teo ×100 …………………………………….……….………. 6
4$--o-=¿ −13.4562−(−18.39)
−13.4562×100
4$--o-=−36.66
Al%%: el porcenta$e de error tiene si+no ne+atio A6 lo ue indica ue el alor otenido esma!or al alor teórico ósea un error por exceso este error se dee a ue los olmenes no,ueron exactos.
8. ANLISIS DISCUSIONES DE RESULTADOS
>as capacidades calor-,icas ue se otuieron del sistema es decir del
calor-metro tiene considerale porcenta$e de error deido a ue las
temperaturas medidas antes de proceder con la experiencia ar-an en
el transcurso de esta por las condiciones amientales. (dem%s
tenemos tami/n ue al+unos instrumentos de medición de
olmenes como pipetas proetas asos ! el mismo calor-metro no
est%n deidamente calirados o no los ;emos utiliado con asoluta
precisión as- tami/n para el caso del calor-metro el cual no ;a
tenido un ,uncionamiento apropiado por no encontrarse
completamente aislado.
#n la determinación de las concentraciones de
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
29/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
e$emplo para la concentración del primero se otuo ue ten-a una
concentración de 0.1532 siendo la teórica de 0200 tami/n en la
determinación de la concentración del 7)l se otuo ue era de
0"1&< siendo la teórica de 0&00
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
30/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
CONLUSIONES:
Ce conclu!ó ue en el proceso de intercamio calor-,ico no ;a! trans,ormación de una
,orma de la ener+-a en otraG una parte de la ener+-a interna del cuerpo caliente setransmite al cuerpo ,rio Ce conclu!ó ue el calor de reacción de neutraliación es constante e independiente
de la naturalea del %cido o ase esto en reacciones de %cidos ! ases ,uertes6 !a ueestos se disocian totalmente comprende la cominación del ión ;idro+eno con el;idroxilo para ,ormar a+ua no ioniada.
Ce conclu!ó ue el tipo de calor de reacción se puede determinar por las di,erencias
ue ocurra de temperatura entre un reactio ! otro ! la temperatura cuando amosreaccionan.
RECOMENDACIONES:
1 Durante la experiencia 1 ! 2 la medición de las diersas temperaturas dee ;acerse lo
m%s r%pido posile para eitar el camio rusco de esta !a ue a,ectar-a la exactitud !
precisión de los resultados.
2 Durante la experiencia 2 al momento de calcular la capacidad calor-,ica del
HCl( NaOH dee percatarse de ue se ;a!a soltado todo el %cido de la pera al
termo si no lo ;icieran a,ectar-a en el calcula de la temperatura promedio eso
deriar-a a un mal c%lculo de la capacidad calor-,ica del sistema por cual el resultado
,inal del experimento es decir el resultado del calor de neutraliación experimental
ariara muc;o en comparación de lo teórico.
3 (nte de comenar la pr%ctica correspondiente al laoratorio se dee reisar los
materiales antes de usarlos ! laarlos para eitar ue posiles residuos ue se
encuentren por ue a,ecten nuestro resultados. V antes de alorar deemos secar ienlos materiales en la estu,a.
30
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
31/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
?. 9I9LIORAFÍA
>I*R8CG
7(
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
32/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Ce4%oar%o
1 Me!%a4e !o ee$lo e$l%e la le5 !e e.
#$emplo 1
#l paso de los reactios a los productos ,inales puede ;acerse directamente o a tra/s de unaserie de estados intermedios ! se cumple ueG Nla ariación de la entalp-a en la reaccióndirecta es la suma de las entalp-as de cada una de las reacciones intermediasN !a ue al ser laentalp-a una ,unción de estado no depende del camino se+uido sino de las condicionesiniciales ! ,inales.
#sto es lo ue se conoce como la le! de 7ess ,ormulada en 1&40 ! a tra/s de ella podemoscalcular ariaciones de entalp-a de una reacción con tal de ue pueda otenerse como sumaal+eraica de dos o m%s reacciones cu!os alores de ariación de entalp-a son conocidos.
Le5 !e 'e
Por lo tanto para la Termodin%mica ;a! tres premisas ue se deen cumplir siempreG
PrimeraG #l alor de la ariación de entalp-a J76 para una reacción ue se realia a unaTemperatura ! a una Presión determinadas es siempre el mismo independientemente de laue reacción transcurra en uno o arios pasos.
Ce+undaG #l alor de la ariación de la entalp-a J76 es directamente proporcional a la cantidadde reactio utiliado o de producto otenido.
TerceraG >os alores de la ariación de entalp-a J76 para dos reacciones inersas son i+ualesen ma+nitud pero de si+no contrario.
?amos a erlo con un e$emplo sencilloG)alcula la ariación de entalp-a de la reacción de ;idro+enación del eteno )2746 a )27"6etano a partir de las ariaciones de entalp-a de comustión del eteno A1411 MEmol6 ! del etanoA15"0 MEmol6 ! de la ,ormación del a+ua A2&" MEmol6.
Pao 1: #scriir a$ustada la reacción prolemaG
Reacción prolema )274 Q 72 [ )27" \7 ]
Pa3 2G #scriir a$ustadas todas las reacciones de los datos del prolema con sucorrespondiente ariación de entalp-aG
DatosGa . C 2 H
4+3O
252CO
2+2 H
2O ∆ H =−1411 K6 /mol
b . C 2 H 6+7
2O
2
52CO2+3 H 2O ∆ H =−1560 K6 /mol
c . H 2+
1
2O
2
5 H 2
O ∆ H =−285 K6 /mol
Pasó 3 : 8tener la reacción prolema como cominación por suma al+eraica6 de lasreacciones ue nos da como datos el prolemaG
8peracionesG
a . C 2 H 4+3O252CO2+2 H 2 O ∆ H =−1411 K6 /mol
32
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
33/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
−b.2C 2 H 6+3O252CO6+7
2 H
2
O ∆ H =−1560 K6 /mol
c . H 2+1
2O
2
5 H 2
O ∆ H =−285 K6 /mol
Resolución del prolema
Pa3 : Cumar ! otener la reacción prolema con su ariación de entalp-a ue ser% la sumade las ariaciones de entalp-a de las reacciones de datos tal ! como las ;emos utiliado paraotenerlaG
ResultadoG ue es la ariación de entalp-a de la reacción prolema.
Ee$lo 2
>a le! de 7ess en palaras sencillas ! comprensiles estalece ue sencillamente es posile
considerar el camio en la entalp-a para una reacción u-mica como si /sta se desarrollara enetapas independientes. Tomemos esta reacción como e$emplo es la reacción de la s-ntesis delacetileno6G
2C (g-afito)+ H 2(g)=C 2 H 2(g)
Ci nosotros ueremos calcular la entalp-a de esta reacción de acuerdo a la le! de 7esspodr-amos considerar ue se realia en las si+uientes tres etapas los M$ de la derec;a son laentalp-a de cada etapa en unidades de K ue tami/n es una unidad de ener+-a euialente a0.239 Mcal6G
a¿C (g-afito)+O2(g)=CO 2(g)78Ha=−393,5k6
b¿ H 2(g)+1/2O2(g)= H 2O(l)78Hb=−285,8 k6
c ¿2C 2 H 2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2 H 2O(l)7 8Hc=−2598,8 k6
De uenas a primeras estas ecuaciones pareen no tener nada ue er con la de la s-ntesis delacetileno para la cual ueremos calcular la entalp-a pero asta con un simple arre+lo para uedescuras ue se puede acomodarG
si multiplicamos por 2 toda la ecuación a6 inclu!endo siempre al alor de la entalp-a6 noestaremos alterando la proporción en ella as- ue tendr-amosG
a¿2C (g-afito)+2O2(g)=2CO 2(g) 8Ha=−787 k6
Ci diidimos T8D( la ecuación c6 entre dos de nueo no estaremos alterando la proporción enella ! tendremosG
C 2 H 2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+ H 2O( l) 7 8Hc=−1299.4 k6
Inirtiendo la misma ecuación inirtiendo tami/n el si+no dela entalp-a tendremos6G
2CO 2(g)+ H 2O(l)=C 2 H 2(g)+5/2O2(g)7 8Hc=1299.4 k6
(;ora s- si consideramos de nueo las tres ecuaciones en con$unto tendremosG
a¿2C (g-afito)+2O2(g)=2CO 2(g) 8Ha=−787 k6 b¿ H 2(g)+1/2O2(g)= H 2O(l)78Hb=−285,8 k6
33
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
34/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
c ¿2CO2(g)+ H 2O(l)=C 2 H 2(g)+5 /2O2(g)7 8Hc=1299.4 k6
Cumando las tres ecuaciones lo de la iuierda todo ! lo de la derec;a todo6 tenemosG
2C (g-afito)+2O 2(g)+ H 2(g)+1/2O2(g)+2CO2(g)+ H 2O( l)=2CO2(g)+ H 2O(l)+C 2 H 2(g)+5/
Reduciendo t/rminos seme$antes nos uedaG
2C (g-afito)+ H 2(g)=C 2 H 2(g) 9 ue es la ecuación ue uer-amos. >a entalp-a deesta reacción ser% la sumatoria al+eraica ósea tomando en cuenta los si+nos6 de las tresecuaciones ue acaamos de sumarG
8H =−787k6 −285.8 k6 +1299.4 k6 =226.6 k6
#n +eneral la le! de 7ess se ocupa as- para calcular la entalp-a de reacciones tomando comore,erencia las entalp-as conocidas de otras reacciones ue se puedan arre+lar como si ,ueranetapas de la reacción deseada. #l secreto est% en dos cosasG dees considerar ue cualuier camio ue ;a+as en las ecuaciones de re,erencia las etapas6 dee ;acerse tratando deuscar como de$ar los compuestos de ,orma lo m%s parecida a la ecuación ue se uiere en ele$emplo anterior por e$emplo inertimos la ecuación c6 para tener el )272 a la derec;a talcomo lo uer-amos. >a se+unda cosa importante es ue siempre recuerde ue cualuier multiplicación o inersión ue ;a+a a una de las ecuaciones de re,erencia a,ecta tami/n a laentalp-a de esa ecuaciónG si multiplicar o diides dees incluir al alor de la entalp-a ! siiniertes la ecuación tienes tami/n ue inertir el si+no de la entalp-a.
2 =e !%*ere&%a e%4e e4re lo &alore !e ol&%3 5 !%l&%3 ee$lo.
>a di,erencia de estos calores entalp-a6 radica $ustamente en ue uno es de disoluciónG unasustancia pura se DICX#>?# en un l-uido apropiado solente6 mientras ue el calor de
dilución seria el calor lierado o ue ;a!a ue entre+ar6 para DI>XIR una solución esto esa$ar su concentración.
Xn e$emplo de ello es el ^cido Cul,rico concentrado ue si se intenta diluir adicionando a+uael recipiente estallar%. >a ,orma recomendada es al enase con a+ua a+re+ar +ota a +ota el72 C84 a+itando para ue se disipe el calor.
Xn e$emplo de los calores de solución es la separación de los iones presentes en el cristal.
−¿+¿+Cl
g
¿
NaC l(+)5 Nag¿
∪ '&&MEmol= ener+-a reticular o de red ! es la ener+-a necesaria para esperar un mol delcompuesto iónico en sus iones en estado +aseoso.
/ De*%%r lo %g%e4e 4Vr%o 4Vr%&o 4ero!%%&o: $ro&eo &a
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
35/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
inicial a otro ,inal= es decir ue las ma+nitudes ue su,ren una ariación al pasar de unestado a otro deen estar per,ectamente de,inidas en dic;os estados inicial ! ,inal.
CAM9IO DE ESTADO.#>os camios de estado en un sistema son producidos por interacciones con el entorno o medioa tra/s del calor ! del traa$o ue son dos distintos modos de la trans,erencia de ener+-a.Durante estas interacciones es necesario considerar euilirio termodin%mico un procesoest%tico6 para ue las ecuaciones sean %lidas al relacionar una con otra las propiedades delsistema.
ENERÍA INTERNA:
>a ma+nitud ue desi+na la ener+-a almacenada por un sistema de part-culas se denominaener+-a interna X6. >a ener+-a interna es el resultado de la contriución de la ener+-a cin/tica
de las mol/culas o %tomos ue lo constitu!en de sus ener+-as de rotación traslación !iración adem%s de la ener+-a potencial intermolecular deida a las ,ueras de tipo+raitatorio electroma+n/tico ! nuclear.
>a ener+-a interna es una ,unción de estadoG su ariación entre dos estados es independientede la trans,ormación ue los conecte sólo depende del estado inicial ! del estado ,inal. )omoconsecuencia de ello la ariación de ener+-a interna en un ciclo es siempre nula !a ue el
estado inicial ! el ,inal coincidenG ∆ : C;C#O=0 .
ENTALPIA
#s una ma+nitud termodin%mica simoliada con la letra 7 ma!scula cu!a ariación expresa
una medida de la cantidad de ener+-a asorida o cedida por un sistema termodin%mico esdecir la cantidad de ener+-a ue un sistema intercamia con su entorno.
CICLO RE6ERSI9LE:
#s un proceso ue una e ue ;a tenido lu+ar puede ser inertido recorrido en sentidocontrario6 sin causar camios ni en el sistema ni en sus alrededores.
CICLO IRRE6ERSI9LE:
#s un proceso ue no es reersile. >os estados intermedios de la trans,ormación no son deeuilirio.
35
8/17/2019 Informe Fiqui 03 Densidad
36/36
DETERMINACION DE DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS