CALORES DE REACCIÓN - Centro de Geociencias ::.. UNAM

CALORES DE REACCIÓN (Ley de Hess)
INTRODUCCIÓN
Investigar:
 En qué consiste la ley de Hess.
 Los calores de formación de los compuestos a utilizar.
Las reacciones que se estudiarán en esta experiencia son:
I. Hidróxido de sodio sólido disuelto en agua para formar una disolución acuosa de iones.
NaOH (s) →Na+ (aq) + OH- (aq)
II. Hidróxido de sodio sólido reaccionando con ácido clorhídrico acuoso para formar agua
y una disolución acuosa de cloruro sódico.
NaOH (s) + H+ (aq) + Cl- (aq) →H2O (l) + Na+ (aq) + Cl- (aq)
III. Disoluciones de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico reaccionando para formar agua y cloruro
sódico acuoso.
Na+ (aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl- (aq) →H2O (l) + Na+ (aq) + Cl- (aq)
MATERIAL
 Equipo necesario
o Termómetro
o Balanza
o Base y soporte
o Recipiente, 250 mL
o Abrazadera y bureta
o Probeta, 100 mL
o Tapón de goma
o Espátula y/o tenazas
o Barra agitadora
o Vaso de unicel con tapa
o Parrilla de agitación
o Masking tape
 Reactivos y consumibles
o Ácido clorhídrico (HCl), 1 M 50 mL
o Ácido clorhídrico (HCl), 0.5 M 100 mL
o Hidróxido de sodio (NaOH), 1 M 50 mL
o Hidróxido de sodio (NaOH), sólido 4g
o Agua destilada 100 mL
PARTE EXPERIMENTAL
Utilice el Sensor de temperatura para medir el cambio de la temperatura durante cada reacción.
MONTAJE DEL EQUIPO
1. Utilice una base y un soporte, una abrazadera y un tapón de goma para montar el sensor de
temperatura como en el dibujo, colocando la parrilla de agitación debajo del vaso.
2. Introducir con el vaso aislante la barra de agitación dejando suficiente espacio entre la punta del
termómetro y el agitador para evitar que se ropa el termómetro.
3. Sitúe el vaso aislante en el interior de un recipiente de 250 mL como en el dibujo. Vierta 100
mL de agua en el vaso aislante.
4. Prepare unos 2 gramos de hidróxido de sodio sólido, NaOH, y registre la masa con un error
máximo de 0.01 g.
NOTA: Dado que el hidróxido de sodio absorbe la humedad del aire, después de pesarlo pase
inmediatamente a la siguiente parte del procedimiento.
Precaución: Manipule el NaOH y la disolución resultante con cuidado.
Reacción: NaOH + AGUA
1. Cuando todo esté listo, comience la agitación verificando que el sensor de calentamiento de la
parrilla esté apagado. Asegúrese de que la agitación sea muy suave.
2. Pasados unos dos segundos, añada el NaOH al agua. Observe el cambio de la temperatura.
3. Continúe la agitación midiendo la temperatura cada 15 segundos, durante 200 segundos o hasta
que se alcance una temperatura máxima y empiece a descender.
4. Tan pronto como la temperatura comience a descender, finalice la recogida de datos.
5. Retire el termómetro del vaso aislante, enjuague y séquelo.
6. Deseche la disolución según las instrucciones del profesor. Aclare y seque el vaso y la varilla
agitadora.
Reacción: NaOH + Ácido clorhídrico 0.50 Molar
1. Vierta 100 mL de HCl 0.50 M en el vaso aislante. Introduzca el termómetro en el vaso y la barra
de aguitación.
2. Prepare unos 2 gramos de NaOH y registre la masa con un error máximo de 0.01 g.
PRECAUCIÓN: Manipule las disoluciones de HCl y NaOH con cuidado.
3. Comience la agitación verificando que el sensor de calentamiento de la parrilla esté apagado.
Asegúrese de que la agitación sea muy suave.
4. Repita el procedimiento descrito en la parte anterior a partir del punto 3 para registrar la
temperatura a medida que el NaOH reacciona con el HCl.
5. Retire el termómetro del vaso aislante, enjuague y séquelo.
6. Deseche la disolución según las instrucciones del profesor. Aclare y seque el vaso y la varilla
agitadora.
Reacción: Disolución de NaOH + HCl
1. Vierta 50 mL de HCl 1.0 M en el vaso aislante. Introduzca el termómetro en el vaso y la barra
de agitación.
2. Prepare 50 mL de 1.0 M de NaOH en una probeta.
PRECAUCIÓN: Asegúrese de que ambas disoluciones se encuentran aproximadamente a la
misma temperatura. Manipule las disoluciones de HCl y NaOH con cuidado.
3. Cuando todo esté listo, comience la recogida de datos.
4. Pasados 2 segundos, añada la disolución de NaOH al ácido.
Observe el cambio de temperatura en la información numérica.
5. Tan pronto como la temperatura empiece a descender, finalice la recogida de datos.
6. Retire el sensor de temperatura del vaso, enjuague y seque el Sensor.
7. Deseche la disolución según las instrucciones, enjuague y seque el vaso y la varilla agitadora.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
1. Determine la masa de 100 mL de disolución para cada reacción (asumiendo que la densidad de
cada disolución es 1.00 g/mL). Registre los valores en la tabla de datos.
2. Determine la temperatura inicial (T1) y la temperatura máxima (T2) para cada reacción.
Registre las temperaturas.
3. Realizar las gráficas T vs t para cada una de las reaccones.
CÁLCULOS
1. Determine el cambio de la temperatura, ∆T, para cada reacción.
2. Calcule el calor liberado en cada reacción, Q, empleando la fórmula:
Q= cp m ∆T (cp = 4.18 J/g °C)
Convierta los julios en kilojulios en la última respuesta.
3. Determine el calor de reacción, ∆H (∆H = -Q).
4. Calcule los moles de NaOH empleados en las reacciones I, II y III.
5. Utilice el calor de reacción y el número de moles para determinar ∆H/mol NaOH en cada una
de las tres reacciones.
6. Para verificar los resultados del experimento, combine el calor de reacción (∆H/mol) de la
Reacción I y la Reacción II.
El resultado de esta suma debe ser similar al calor de reacción (∆H/mol) de la Reacción III.
7. Empleando el valor de la Reacción III como valor comúnmente aceptado y la suma de las
Reacciones I y II como valor experimental, determine el porcentaje de diferencia del
experimento.
8. Comparar y discutir os resultados experimentales con los encontrados en la literatura.