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Entalpía de neutralización del H2SO4 con NaOH

En este experimento se va a hacer una reacción de neutralización entre H2SO4 y NaOH en un vaso termostático de forma que se oueda medir el ascenso de temperatura y, con ello, se pueda calcular la entalpía de la reacción.


Enlace al guión de laboratorio.




Material

- Calorímetro (termo, vaso Dewar)
- Termómetro
- Matraces aforados de 100 y 250 cm3
- Balanza, vidrio de reloj, espátula, pipeta
- H2SO4 y NaOH
- Papel pH

.


Un calorímetro se puede preparar poniendo un vaso pequeño dentro de otro y rellenando el aspacio entre ambos con un material aislante como bolitas de poliestireno expandido o incluso papel arrugado.
Como la temperatura pasa de la del ambiente a unos pocos grados más, se puede hacer la medición con un termómetro ambiental.
La reacción se puede hacer con ácido sulfúrico de batería y con hidróxido de sodio comercial si se determinan previamente sus concentraciones.



Comentarios a la preparación del montaje

Es importante preparar las disoluciones al menos un día antes para que estén ambas a temperatura ambiente en el momento de la reacción. Si están calientes y cada una a su temperatura el cálculo se complica sin mayor beneficio.
El calorímetro absorbe algo del calor desprendido y reduce la temperatura final obtenida. Sin embargo, calcular el calor equivalente del calorímetro es una tarea difícil para los alumnos y complica los cálculos finales. El error producido al ignorar esta circunstancia es tanto más aceptable cuanto menor sea el incremento de temperatura producido por la reacción. De ahí que sea preferible trabajar con disoluciones diluidas.


Aspectos didácticos


Este trabajo pretende:

- Preparar dos disoluciones de concentración conocida, una de ellas con soluto líquido.
- Hacer una reacción de nerutralización con cantidades estequiométricas de los reactivos.
- Determinar la entalpía de neutralización mediante calorimetría.

PRECAUCIÓN. Los dos reactivos son corrosivos y se deben tomar las precauciones adecuadas para el trabajo con este tipo de materiales.

Los calorímetros didácticos suelen tener una tapa y trabajar con ella puesta dificulta las operaciones y suele causar muchas roturas de termómetros. Si tenemos en cuenta que la temperatura va a oscilar entre el ambiente y menos de 40ºC, las pérdidas de calor por evaporación son muy pequeñas. Es preferible trabajar con el calorímetro destapado.
El calor específico de las disoluciones no es exactamente 1 cal/gºC pero es una aproximación aceptable al aplicar la ecuación calorimétrica. Usar valores más aproximados complica el cálculo.
H2SO4 (2M) Ce = 0,85 cal/gºC
NaOH (2M) Ce ≈ 0,90 cal/gºC
Obsérvese que la disminución del calor específico al simplificar opera en el sentido contrario que la absorción de calor por el calorímetro.
Entalpía de neutralización del H+
H+ + OH- → H2 ..... ∆HN = 55,83 kJ/mol H+



Material preparado.

Temperatura inicial
n
Cambio de temperatura tras la neutralización

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