ENTALPÍA DE FORMACIÓN DEL MgO
OBJETIVO
Determinar experimentalmente la entalpía de reacción entre el óxido de magnesio
y el ácido clorhídrico y calcular la entalpía de formación del
MgO, mediante la aplicación de la ley de Hess.
GUÍA DE ESTUDIOS
1. Explique el significado de la primera ley de la
termodinámica.
También conocida como principio de conservación
de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo
sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía
interna del
sistema cambiará. En decir : 'La energía ni se
crea ni se destruye: solo se transforma'. Visto de otra forma, esta ley
permite definir el calor como la energía necesaria que debe
intercambiar el sistema para compensar las diferencias
entre trabajo y energía interna.
2. Para un proceso a presión constante y empleando la
primera ley de la termodinámica deduzca la propiedad termodinámica, entalpía, H
y el cambio entálpico, aˆ†H.
De acuerdo a la primera ley de la termodinámica, el cambio de entalpía DH del
sistema es numéricamente igual al calor que se mide a presión constante QP en
el entorno cuando un sistema solo puede realizar
trabajo de expansión o compresión.
DH = QP
du=dQ-dw
du=dQ-pdv
dQ=du+pdv
Q=aˆ†u+paˆ†v
Q=u2-u1+pv2-v1
Q=u2+Pv2-u1+Pv1
Q=H2-H1=aˆ†H
3. s Cuál es el significado de la entalpía?
Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula,cuya variación expresa una medida de la cantidad
de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es
decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
4. sCómo se mide e identifica experimentalmente el cambio de entalpía aˆ†H de
una reacción química?
Se deben evaluar los calores que son absorbidos por los diferentes componentes del
calorímetro al finalizar la reacción
5. sCómo se define la “entalpía de formación”, aˆ†Hf de un
compuesto?
La entalpía de formación de un compuesto es la energía necesaria para formar un
mol de dicho compuesto a partir sus elementos, medida, normalmente, en unas
condiciones de referencia estándar, 1 atm de presión y una temperatura de 298 K
(25 °C).
6. sBajo qué condiciones se establece “la entalpía estandar”, ï„H° de un
compuesto químico?
La variación de entalpía para el proceso en el que se forma 1 mol de la
sustancia en su estado estándar a la temperatura T, a partir de los elementos
que lo constituyen en el compuesto químico, los cuales se encuentran en sus
estados estándar a la misma temperatura T.
7. Explique el concepto de reactivo limitante.
El reactivo que se consume en primer lugar es llamado reactivo
limitante, ya que la cantidad de éste determina la cantidad total del
producto formado. Cuando este reactivo se consume, la
reacción se detiene
8. Deduzca y justifique la ecuaciónpara calcular la capacidad calorífica del
calorímetro Cc.
QR=tI2R4.187
QAgua=m1CpT2-T1
Qcalorimetro=CcT2-T1
QR-m1CpT2-T1+CcT2-T1=0
tI2R4.187-m1CpT2-T1+CcT2-T1=0
9. sEn qué consiste la ley de Hess?
De que el cambio de calor de una reacción particular siempre es constante e
Independiente del modo como
se efectúa la reacción (El calor que se transfiere durante una reacción química
depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado
10. Partiendo de las reacciones (2), (6), (7) y (8), escriba una secuencia
apropiada de reacciones cuya suma total sea igual a la reacción (5).
1.- H2(g)+1/2 O2(g)-→H2O(l) Formación del agua que estabilizara al HCl
2.- Mg(s)+Cl2(g)-→MgCl2(ac) Formación del Cloruro de magnesio:
3.- ½H2(g)+1/2 Cl2(g)-→HCl(ac) Subreacción de la reacción siguiente:
4.- MgCl2+H2O-→MgO+2HCl Utilización de los productos 1 y 2
5.- Mg(s)+1/2 O2-→MgO(s) Producto final.
PROCEDIMIENTO
Encender el termómetro calorimétrico, medir en un matraz volumétrico de 100 mL
HCl 1,0 M y vacíarlos en el frasco Dewar del calorímetro. Coloque el O-ring en
la parte externa del
frasco Dewar. Después coloque el frasco Dewar en el anillo de
plástico soporte e introdúzcalos en el calorímetro. Tome la celda
rotatoria coloque la tapa de plástico donde pesó aproximadamente 0 g de MgO. Ensamble la celda rotatoria de plástico en
laparte inferior de la tapa del
calorímetro y sujétela firmemente Instale el sensor del
termistor en la abertura de la tapa. Baje la tapa ensamblada con la celda
rotatoria y el sensor del
termómetro sobre el borde del
calorímetro. Coloque la varilla de vidrio a través del orificio de la tapa del calorímetro. Coloque la banda sobre la
polea dentada del
motor eléctrico y sobre la polea dentada de la celda rotatoria del calorímetro en el
orden descrito anteriormente. Cuando se alcance el equilibrio térmico el
calorímetro avisará con un sonido “bip”. Inicie la
reacción presionando la varilla del vidrio, así se liberará la
tapa inferior de la celda rotatoria de plástico que contienen el MgO e iniciará
la reacción química. Presione la tecla “CONTINUE
Después de un tiempo, en el calorímetro se alcanzará
el equilibrio y terminará el experimento. El calorímetro producirá un reporte. En la pantalla presione la
tecla “done”. Pare el motor del calorímetro apretando el botón
“STIRRER”. Apague el termómetro calorimétrico.
Determine la densidad del ácido clorhídrico utilizando
el pesafiltro y la pipeta volumétrica.
BIBLIOGRAFÍA
1. Dean, J.A. (1989). Lange Manual de Química (13a ed.), México: Mc
Graw-Hill.
2. Perry, R.H., Green, D.W. & Maloney J.O. (Eds.). (1992). Manual del
Ingeniero Químico (6a ed.), México: McGraw-Hill.
3. Parr. Operating Instruction Manual, 6755, Solution Calorimeter,
(No. 458 M).
