PRÁCTICA DE LABORATORIO 1

Medida de la variación de la entalpía de la disolución de NaOH en agua.

El objetivo de esta práctica es estudiar el cálculo de la variación de la entalpía del proceso NaOH(s) --> NaOH(ac)

Antes de comenzar con procedimiento  experimental debemos limpiar los materiales e instrumentos que necesitaremos a lo largo de la práctica para evitar impurezas y intentar obtener la máxima exactitud en nuestros cálculos.

Una vez que tenemos limpios nuestros instrumentos de trabajo, pesamos un vaso de precipitado, y posteriormente lo llenamos con 200 mL de agua. Mediante una resta del peso del vaso lleno de agua y el vaso sin llenar, obtendremos el peso del agua.

Instrumento de medida	Peso
Vaso de precipitado	95.59 g
Vaso de precipitado con agua	293.13 g
Peso 200 ml de agua	197.54 g

A continuación, debemos medir la temperatura del agua con la ayuda de un termómetro. Una vez que la temperatura se ha estabilizado, calculamos que es de 17ºC. 

Debemos tener cuidado, ya que la temperatura obtenida se encuentra medida en grados centígrados, mientras que la temperatura que necesitamos para realizar el cálculo de la variación de la entalpía debe ser en grados kelvin.

17ºC + 273 = 290K

En segundo lugar, debemos añadir al vaso de precipitado 0.1 mol de NaOH.  Para ello, calculamos la cantidad de masa de NaOH que debemos incorporar, utilizando la fórmula:

n = m/M

M = 23+16+1 = 40                                   0.1 = m /40

m =40 x 0.1 = 4 gramos de NaOH

Debemos ser precisos a la hora de añadir NaOH, pues el cálculo de la entalpía puede ser impreciso si no añadimos las cantidades necesarias de cada componente.

Una vez que hemos añadido 4 gramos de NaOH, agitamos con una varilla hasta obtener una disolución homogénea.

Cuando la disolución sea homogénea, introduciremos de nuevo el termómetro en el vaso de precipitado para calcular la temperatura más alta obtenida. Una vez más la medida de la temperatura obtenida es de 21ºC,  por lo que debemos calcular la temperatura en grados kelvin.

21ºC +273= 294K

Procederemos a calcular la concentración obtenida, ya que será un dato necesario en la siguiente práctica.  Para ello, aplicamos la fórmula:

 c = n / V

n= 0.1 moles

V= 200 mL = 0.2 L                                    c = 0.1 /0.2

c= 0.5 mol / L

Por último, una vez que poseemos todos los datos necesarios debemos calcular el calor desprendido en el proceso, o lo que es lo mismo la variación de la entalpía de la disolución.

Para ello debemos aplicar las siguientes fórmulas:

Q _{absorbido por el agua} = Cp × m _agua (T₂ – T₁)

Q _{absorbido por el vaso} = Cp × m _vaso (T₂ – T₁)

Q _{total desprendido}  = Q _{absorbido por el vaso} + Q _{absorbido por el agua}

Primero calculamos el calor absorbido por el agua, sabiendo que (Cp agua = 1 cal / gK  ; lo cual equivale a 4.18 J /gK)

Q _{absorbido por el agua} = Cp × m _agua (T₂ – T₁)

Q _{absorbido por el agua} = 4.18 × 197.54 (294 – 290)

Q _{absorbido por el agua} = 3302.8688 J

A continuación, calculamos el calor absorbido por el vaso, sabiendo que:                           

(Cp vaso = 0.84 J /gK)

Q _{absorbido por el vaso} = Cp × m _vaso (T₂ – T₁)

Q _{absorbido por el vaso} =0.84 ×95.59 (294 – 290)

Q _{absorbido por el vaso} = 321.1824 J

Una vez que tenemos el calor absorbido por el vaso y por el agua, podremos hallar el calor desprendido en la disolución; pues este será la suma del calor absorbido por el vaso más el absorbido por el agua.

Q _{total desprendido}  = Q _{absorbido por el vaso} + Q _{absorbido por el agua}

Q _{total desprendido}  = 321.1824 + 3302.8688

Q _{total desprendido}  = 3624.0512 J

*** La experiencia no es del todo exacta puesto que el vaso puede tener pérdidas ya que el sistema no es aislado.