Calorimetria Presion Constante (1).pptx

FISICO QUIMICA

1. CURSO : FISICO QUIMICA CALORIMETRIA II

2. Calorimetría a Presión Constante Se utiliza para determinar los cambios de calor en reacciones diferentes a la combustión como: Neutralización Acido – Base, Disolución, Ionización, Fusión, Vaporización, etc. Tener presente q p = Δ H Modelo q=mc s Δ T

3. Casos de Estudio 1.- Un perdigón de Plomo con una masa de 26.47 g a 89.98 ⁰C se coloco a un calorímetro a P=cte. con una capacidad calorífica insignificante que contenía 100 ml de agua. La temperatura del agua se elevo de 22.50 a 23.17 ⁰C. ¿Cuál es el calor especifico del perdigón del Plomo

4. 2.- Una Bola de Acero Inoxidable de 30.14 g a 117.82 ⁰C se coloco en un Calorímetro a P=cte. que contiene 120 ml de H 2 O a 18.44 ⁰C .Si el C s de la Bola es 0.474 J/g ⁰C. ¿Calcule la temp final del agua, suponga que el calorímetro tiene una capacidad calorífica insignificante.

5. 3.- Una muestra de 100 ml de Hcl 0.5 M se mezclan con 100 ml de NaOH 0.5 M en un calorímetro a presión constante de capacidad calorífica insignificante. La temperatura inicial de las disoluciones de Hcl y NaOH es la misma 22.5 ⁰C y la temperatura final de la mezcla es 25.86 ⁰C. Calcule el cambio de calor de la reacción Neutralización sobre una base Molar. NaOH (ac) + Hcl (ac) -> Na cl (ac) + H 2 O (l) Suponga que las densidades y calores específicos de las disoluciones son iguales que las del H 2 O (1.00 g/ml)(4.184 J/⁰C) respectivamente. Se sabe que los cambios en el calorímetro no hay perdida de calor hacia los alrededores.

6. q sol = mC s Δ T q sol = (100 g + 100 g)(4.184 J/g ⁰C)(25.86 – 22.5)⁰C q sol = 2.81 x 103 J q sol = 2.81 KJ q reacc = -2.81 KJ Sabemos: A partir de las molaridades dado el numero de moles de Hcl como el NaOH en disolución es 100 ml = 0.1 L M = Por lo tanto el Calor de Neutralización cuando 1 mol de Hcl reacciona con 1 mol NaOH Calor de Neutralización = q N = -56.2 KJ/mol q N = q reacc = Δ H reacc Δ H reacc = -56.2 KJ/mol  

7. Una muestra de 0.4089 g de Acido Benzoico se quemo en una Bomba Calorimétrica a V=cte. En consecuencia la temperatura del agua en la chaqueta interna (canasta del calorímetro) subió de 20.17 ⁰C a 22.22 ⁰C. Si la capacidad calorífica efectiva de la Bomba mas el agua es de 5267 J/K. ¿Calcule los valores de Δ E y Δ H de la combustión del Acido Benzoico en KJ/mol (calor molar de combustión). C 6 H 5 COOH (s) + Δ H = q P  

8. .Proceso a V=cte. Δ E = q V Δ E = q + W Δ E = q V – P Δ V Δ E = q V La cantidad de calor que se desprende q = C cal Δ T Δ T = T f - T i q V = (5267 J/K) (2.05 K) q V = 10.80 KJ q cal = 10.80 KJ q sist = q cal + q reacc = 0 q reacc = -10.80 KJ q cal = - q reacc Secuencia g de Acido -> moles de A c -> KJ de calor generado Δ E = Calor molar de combustión = -10.80 KJ x 122.12 g Ac = -3226 KJ/mol 0.4089 g 1 mol Ac PM = 𝓊 = A c = 122.12 g q V = Δ E = -3226 KJ/mol

9. . Proceso a P=cte Δ H = Δ E + Δ (PV) Δ H = Δ E + P ( Δ V) Observación: Cuando las especies reaccionantes están en fase condensada Δ (PV) es despreciable frente a Δ H y Δ E y cuando hay gases implicados no se puede pasar por alto Δ (PV) Δ (PV) = Δ (nRT) = Δ nRT Δ H = Δ E + RT Δ n Δ H = -3226 KJ/mol + 8.314 J/K mol x . (293.17 K)(-0.5) T= 20.17 ⁰C T=293.17 K Δ H= -3226 KJ/mol Δ n= 7 – 7.5 = -0.5 7 -