Calor de dilucion

1. PRÁCTICA N° 8

1. TEMA: CALOR DE DILUCIÓN

2. OBJETIVO: Determinar la entalpía de solución del Cloruro de Potasio en agua.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO
Calor de dilución:
Cuando la disolución tiene lugar en condiciones de presión constante, a esa energía
absorbida o liberada, se la denomina calor de disolución o entalpía de disolución, ΔH
disolución.
Cuando durante el proceso, el sistema absorbe energía (calor) se dice que es
endotérmico y viene caracterizado por un valor de ΔH disolución positivo. Cuando la
energía se libera, el proceso es exotérmico y el signo de ΔH disolución es negativo.
Solubilidad, temperatura y ΔH disolución
La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para
disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en
porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a
estas soluciones sobresaturadas. El término solubilidad se utiliza tanto para designar al
fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente
la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la
naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del
sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía.
Propiedades físicas de las disoluciones
Cuando se añade un soluto a un disolvente, se alteran algunas propiedades físicas del
disolvente. Al aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición y desciende
el punto de solidificación.
La relación matemática que existe entre la solubilidad y la temperatura, queda
reflejada en una función que engloba a la entalpía de disolución:


LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA I INFORME DEL EXPERIMENTO N° 10
NOMBRES Y APELLIDOS
Arcos Ana
Borja Tania
Cuesta Patricio

CURSO Y PARALELO

4to Semestre
Bioquímica Clínica

GRUPO

5
FECHA
17-06-2014


FACULTAD CIENCIAS
QUÍMICAS

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

2. donde,
s = solubilidad
T = temperatura
R = constante de los gases ideales
Integrando y suponiendo que ΔH disolución es un valor constante que no depende de
la temperatura, se llega a:




Para determinar experimentalmente en un calorímetro, la energía absorbida o
desprendida de una reacción como es el caso particular del calor de disolución del
carbonato de sodio, es conveniente primeramente plantear una ecuación del balance
general de calor en el sistema, es decir:
− ??????
????????????������= ??????
�??????��????????????�??????ó�

En esta ecuación es necesario distinguir, quién gana energía en el sistema y quién
la cede. En el caso particular que nos plantea el proyecto experimental, la reacción de
disolución, resulta de la forma:
A (s) + B (ac) AB (ac) + Q disolución

Notamos que al disolverse el compuesto "A" en el disolvente "B"; esta reacción de
disolución es la parte del sistema que cede el calor.
Analizamos "Qganado" éste debe corresponder a la cantidad de calor que absorbe la
parte del sistema calorímetro-agua contenida y además el soluto "A" que se agrega
para realizar la reacción de disolución, por lo tanto tenemos que:




Qdisolución = mdisoluciónCdisolución(Tdisolución- Tagua)+E(Tdisolución- Tagua)

La masa de la disolución será igual a la masa de la sustancia más la masa del agua.

Solvatación:
Es un proceso que consiste en la atracción y agrupación de las moléculas que
conforman un disolvente, o en el caso del soluto, sus iones. Cuando se disuelven los
iones de un disolvente, éstos se separan y se rodean de las moléculas que forman el
disolvente. Cuanto mayor es el tamaño del ion, mayor será el número de moléculas
capaces de rodear a éste, por lo que se dice que el ion se encuentra mayormente
solvatado.


-(Q H2O + Q calorímetro ) = Q disolución

3. 4. PARTE EXPERIMENTAL
4.1. Materiales y equipos

a) Material
 Vaso de precipitación
 Piseta
 Termómetro A = ± 02ºC
 Calorímetro
 Espátula
 Embudo
b) Equipo
 Balanza Analítica A = ± 0.0001g
 Balanza ordinaria A=±0,01g
4.2. Sustancias y reactivos
Cloruro de potasio
Agua destilada

5. PROCEDIMIENTO:

a) Colocar 50g de destilada en el vaso del calorímetro.
b) Pesar alrededor de 0.01 mol de sustancia previamente pulverizada si fuere
necesario.
c) Anotar la T° del agua con el termómetro.
d) Agregar el sólido inmediatamente a través de un embudo completamente seco.
e) Agitar ligeramente con el termómetro, verificar y anotar la T° de disolución o
equilibrio.
f) Verificar que se haya disuelto completamente el sólido.
g) Repetir el proceso 2 veces más.

6. DATOS EXPERIMENTALES
#DETERMINACIONES magua, g msustancia, g Tagua,
o
C Tdisolución,
o
C
1 50 0.745 21.4 20.8
2 50 0.745 21.6 21.0
3 50 0.745 22.2 21.6

7. CÁLCULOS:
Peso molecular= 74.56 g/mol
74.56g/mol 1mol
X 0.01mol
X= 0.745 g de Cloruro de potasio
Masa disolución = masa sustancia + masa del agua
Masa disolución = 0.745g+ 50g
Masa disolución = 50.745g

4. Calor especifico del agua = 1 cal/g
o
C
Valor de E = 18.35 Cal/
o
C

Q disolución = m disolución C disolución (Tagua – T disolución) + E (Tagua – T disolución)

Q disolución= 50.745??????(1
??????????????????
??????∗°??????
)(21.4−20.8)°??????+18.35
??????????????????
°??????
(21.4−20.8)°??????

Q disolución=��.��??????�??????

El valor obtenido es para 0.01 mol ahora calculamos el valor para una mol.

41.46Calx
4.184J
1Cal
= 173.46J
0.01mol 173.45J
1mol X
X = 17346J

17345J??????
1KJ
1000J
= ��.����
solventeionizaciondisolucion HHH
000

KJKJHdisolucion 28534.17
0

KJHdisolucion 66.267
0



8. TRATAMIENTO ESTADÍSTICO
Q disolución= 50.745??????(1
??????????????????
??????∗°??????
)(21.4−20.8)°??????+18.35
??????????????????
°??????
(21.4−20.8)°??????

Q1 disolución=��.��??????�??????

Q disolución= 50.745??????(1
??????????????????
??????∗°??????
)(21.6−21)°??????+18.35
??????????????????
°??????
(21.6−21)°??????

Q2 disolución=��.��??????�??????

Q disolución= 50.745??????(1
??????????????????
??????∗°??????
)(21.4−20.8)°??????+18.35
??????????????????
°??????
(21.4−20.8)°??????

Q3 disolución=��.��??????�??????

 Media
??????=
�
??????
∑
?????? =
1
3
?????? (41.46????????????�+41.46????????????�+41.46????????????�)
X = 41.46 Cal

5.  Desviación estándar
�
??????
= ±√
∑(????????????−??????)
2
�−1


��=√
(41.46−41.46)
2
+(41.46−41.46)
2
+(41.46−41.46)
2
2


??????�=�

 Porcentaje De Error Relativo
Calor de disolución del cloruro de potasio= 17.2 KJ/mol
%=
� ????????????ó??????????????????�−� ????????????�??????????????????�??????�????????????�
� ????????????ó??????????????????�
??????100%

%=
17.2−17.34
17.2
??????100%

ERROR= 0.8%
9. ANÁLISIS DE RESULTADOS

 Nuestro porcentaje de error del 0.8% es mínimo lo cual indica un bajo nivel de errores
sistemáticos y aleatorios.
 Al ser la desviación estándar una medida de dispersión de las variables, la misma que
nos permite conocer la desviación que presentan los datos en su distribución,
analizamos que al obtener datos casi exactos, nuestra desviación estándar es 0,
permitiendo confiar en los resultados obtenidos, y con un marco de error casi nulo.
 Al descender la temperatura de la disolución podemos afirmar que el cloruro de
potasio absorbe energía del agua, de tal manera que es una reacción endotérmica.

10. CONCUSIONES

 Logramos determinar adecuadamente y de una forma muy precisa el calor de
disolución del cloruro de potasio.
 La presente práctica nos permitió conocer una forma práctica para la determinación
de calores de disolución de diferentes sustancias que podamos necesitar.

11. BIBLIOGRAFÍA
 SHOEMAKER. David P.(1974). Experiments in Physical Chemistry.(3era
Edición). Mexico: Editorial McGraw Hill. Pag (213-214)
 Fogler, H. S., Elements of Chemical Reaction Engineering , Prentice-Hall
International Editions, 1992.