REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS DIVISIÓN DE ESTUDIOS BÁSICOS SECTORIALES DEPARTAMENTO DE QUÍMICA SOLUBILIDAD DEL ÁCIDO BENZOICO Y DETERMINACIÓN DE SU CALOR DE SOLUCIÓN Elaborado por: Br. Glodualdo Jesus Roca Loaiza CI: 24255787 Maracaibo, Noviembre de 2014. existe una estrecha relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de solvente presentes en una disolución. relación que viene descrita por: . INTRODUCCIÓN Dependiendo de la naturaleza de las especies y variables como la temperatura y la presión. 60 °C. Por lo tanto se podría aumentar o disminuir la solubilidad si se varía la temperatura de la disolución. usando el volumen gastado en la titulación de la solución madre (Ácido Benzoico agua) con NaOH a 1. en esta se pueden identificar dos elementos. es posible dispersar uniformen mente una especie química en otra. 35 °C. y tener así una disolución. y una cantidad de soluto no disuelto (en exceso). en este caso al agregar más soluto. A partir de los datos experimentales se construyo una grafica y se calculo el calor de disolución molar experimental a partir de su pendiente. definida como “la cantidad máxima de soluto que puede disolver una cantidad dada de solvente a una cierta temperatura”. 50 °C. 2 Una vez alcanzado este punto se está en presencia de una disolución saturada. y evaluar a partir de una grafica (ln S Vs 1/T) su calor de disolución (∆disHm).RESUMEN En el siguiente informe se presenta los resultados arrojados en la práctica N° 1 la cual tiene por objetivo: determinar la solubilidad del Ácido Benzoico como una función de la temperatura. uno en menor proporción “el soluto”. donde existe un equilibrio dinámico entre el soluto en disolución. este precipitara inmediatamente al no ser el disolvente capaz de disolver mas moléculas de soluto. 25 °C. 1 La practica N° 1 tiene por finalidad demostrar el efecto de la temperatura en la solubilidad del soluto.006 M. y así calcular su solubilidad. a esto se le llama solubilidad. “el solvente”. y otra en mayor proporción con respecto a la anterior. como se mencionó anteriormente. es decir. esto a distintas temperaturas 70 °C. en este caso de Ácido Benzoico (soluto) en agua (solvente). basándose en los datos arrojados por la grafica construida. T la temperatura de trabajo y R es la constante de los gases ideales. Una ecuación alternativa es: (2) Observe que esta relación permite obtener ∆disHm a partir de la pendiente de la recta tangente a una curva de s en función de T. un gráfico de ln(s) en función de 1/ T debería ser una recta de cuya pendiente podría obtenerse ∆disHm. y además determinar la naturaleza exotérmica o endotérmica del proceso. ∆disHm diferencial de la entalpia de disolución molar. se realizo un estudio con el fin de demostrar experimentalmente.3 Teniendo en cuenta lo expuesto con anterioridad. Integrando la ecuación (2) evaluada entre dos temperaturas. la influencia de la temperatura en el estado de equilibrio de una solución saturada de Ácido Benzoico y agua (solución madre). y considerando despreciable la variación de la entalpía se obtiene: (3) Según la ecuación (3).(1) Donde S denota la solubilidad del soluto en cuestión. . 35 y 25°C. Se anotó el volumen gastado de NaOH para cada experimento. Se tomaron tres alícuotas de 10 ml las cuales se vertieron en 3 Erlenmeyers de 125 ml. los cuales se disolvieron en 250 ml de agua destilada previamente hervida. Se agregaron 500 ml de agua destilada en un vaso de precipitado y se colocó el mismo. se pesaron 4 g de ácido Benzoico. en la plancha de calentamiento hasta hervir. se repitió variando la temperatura de forma de decreciente: 60. En un Erlenmeyer de 500 ml.PARTE EXPERIMENTAL Se armó el baño de agua termotatizado y se controló inicialmente su temperatura a 70 °C.2g de biftalato de potasio (C8H5KO4) aproximadamente empleando fenolftaleína como indicador. Se llevó la solución al termostato hasta la estabilización de la temperatura de la solución madre con la temperatura del baño termotizado. 50. . Por último se titularon las muestras con una solución de hidróxido de sodio 0.1 M (previamente valorada con 0. Observación: El procedimiento descrito anteriormente. mucho menor al 5% por lo que se puede asegurar que se está en presencia de un estudió con un alto grado de exactitud. esto se puede explicar al usar el principio de Le Châtelier de .1006 M).1004 0.RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la tabla N°1 titulada “Estandarización de Hidróxido de Sodio NaOH” se expresan la concentración de NaOH.72%.7 10. con el fin de conocer los moles que reaccionan del C6H5COOH y así determinar su solubilidad a las temperaturas de trabajo. Tabla N° 1: Estandarización de Hidróxido de Sodio NaOH. Masa. en la titulación Ácido-base de 10 ml de solución madre de Ácido Benzoico [C 6H5COOH] con Hidróxido de Sodio [NaOH] previamente estandarizado (0.214 Concentración de Promedio. Este error se puede atribuir a la naturaleza no ideal del proceso. 35°C y a temperatura ambiente.006 En la tabla N °2 titulada “Titulación del Ácido Benzoico con hidróxido de sodio a distintas temperaturas” (Ver Anexo N°5). (g) Vol. a las temperaturas de 70°C. Están tabulados los volúmenes necesarios para alcanzar el viraje (incoloro . (M) 9. (M) NaOH. observe que la concentración promedio es de 0.243 0.0997 1. 60°C. (ml) NaOH C8H5O4K 0.8 11.5 0. Nótese que a medida que incrementa la temperatura aumenta el volumen [NaOH] necesario para alcanzar el viraje. en términos de volumen consumido en una valoración Ácido base. así como también a sobrepasar el punto de viraje en la titulación. tanto de las reacciones como del medio en la que estas transcurrieron.1006 M y esta presenta un error del 0. usando como patrón primario biftalato de potasio.1017 0. 50°C.201 0.rosa) de la fenolftaleína. como lo es el volumen. 35°C. que corresponden a los 70°C. Endotérmica: Reactivos + calor Exotérmica: Reactivos productos productos + calor “Cuando la temperatura de un sistema en equilibrio aumenta. con el fin de evitar trabajar en unidades que dependan de la temperatura. es decir el calor”. consumiendo mayor cantidad de NaOH en la titulación. y temperatura ambiente. el sistema reacciona como si se adicionara un reactivo a una reacción endotérmica o un producto a una reacción exotérmica. Además se expresa el promedio de las temperaturas de trabajo. En la tabla 3 titulada “relación temperatura y solubilidad” están tabulados los promedios de la solubilidad experimental del Ácido Benzoico en agua. expresadas como (mol de soluto /kg de solvente).modo que se considera al calor como un reactivo para las reacciones endotérmicas (que absorben calor) y como un producto para aquellas exotérmicas (que liberan calor). y además expresadas como 1/T en K. 50°C. en otras palabras.4 C6H5COOH + NaOH C6H5COO-Na + H2O En esta reacción al aumentar la temperatura (70°C) el equilibrio tiende a la izquierda consumiendo reactivos. y el logaritmo natural de la solubilidad experimental. El equilibrio se desplaza en el sentido que consume el reactivo en exceso (o producto). . caso contrario al disminuir la temperatura (25°C) el equilibrio se desplaza hacia el consumo de los productos. En esta tabla se puede apreciar de manera más directa como al aumentar la temperatura de las aguas madre aumenta la solubilidad. 60°C. con el cual se calculo El calor de disolución molar (experimental). este tiene un valor de 0.25 2. Es importante identificar las fuentes de error.064x10-3 0. y así compararlo con El calor de disolución molar (teórico). por lo que se puede asumir que en términos de repetitividad.5671 34. la experiencia puede usarcé como referencias para estudios posteriores.5463 Tabla N° 3: relación temperatura y solubilidad En la tabla N°4 titulada “datos de análisis y regresión lineal”.05 3. entre estas .362x10-3 0.0447639 -3. esto es considerando el erro relativo obtenido de 0. además se muestra la pendiente de la recta de regresión con un valor de -2917.4490 50.028834 -3.912x10-3 0.6 3.25 x10-3 0.T teórica (°C) 70 Promedio: T experimental (°C) Promedio: 1/T (K) Promedio: S (mol/kg) Promedio: Ln S 70. Están tabulados el coeficiente de correlación lineal para la grafica construida a partir de los datos presentados en la tabla anterior (ver grafica N° 1 y N° 2).5 3.0772077 -2.1260 60 59 35 25 24.312%. Nótese que el calor de disolución molar experimental es muy cercano al teórico.0866392 -2.09x10-3 0.1006002 -2.945 lo que indica que el experimento tiene un buen ajuste experimental.2971 58 3. están el carácter no ideal del proceso. 0.945 kJ/mol kJ/mol Erro r. teniendo esto sentido.252 24.312% Tabla N°4: datos de análisis y regresión lineal. con un coeficiente de correlación de 0. La grafica N° 1 (ver Anexo) muestra una relación casi lineal entre el promedio de la solubilidad experimental expresada en mol/kg y el promedio de la temperatura expresada en °C. y el ambiente. y el promedio del inverso de la temperatura en K muestra características similares. Ecuación de la Pendiente recta Y = -2917X + 6. de los reactivo.350 -2917 ∆disHm ∆disHm Coeficiente de (exp) (teo)5 correlación (r2) 24. Dado que el calor de disolución molar experimental es positivo se asegura que la disolución de Ácido Benzoico en agua es un proceso endotérmico. Anexos: 1) Ejemplo del cálculo de la solubilidad: . pues no se trabajo en condiciones isotérmicas o isobáricas. ya que el ácido Benzoico para solubilizarse necesita absorber calor del sistema para aumentar su energía cinética y provocar que vaya disminuyendo de forma progresiva su compacidad como sólido. al usar un indicado acido-base.328 0.9842 que señala un buen ajuste experimental. A su vez la grafica N° 2 (ver anexo) expresa una relación de carácter lineal entra el promedio del ln S. además como anteriormente se menciono la tendencia a sobrepasar el punto final de la titulación es muy alta. 917x10-4 Tabla N° 2: Titulación del Ácido Benzoico con hidróxido de sodio a distintas temperaturas. Eab = | Xexp – Xteo | → Eab = | 24. mol T °C 70 NaOH 9.252 kJ/mol 3) Cálculo del error absoluto. 09557) = -2. Mol T °C Vol.5 9.252 .0361x10-3 70 NaOH 10.9 2.0 1.9 7.3 1.822x10-4 35 3.816x10-4 24 2.7 9.557x10-4 69 NaOH 10.343x10-4 50 34 5.25 8.8 3.521x10-4 34 24 2.288x10-4 56 9.834x10-4 35 3.328 | = 0.3 7.758x10-4 58 50 9 9.746x10-4 52 7.24. Mol T °C Vol.3478 2) Cálculo de la Entalpía molar de solución (∆disHm): a) ∆disHm = -Ln(S) × R × T b) ∆disHm = 242519J/mol ∆disHm = -m×R ∆disHm = -(-2917)×8.8 5.054x10-4 50 7.5 3.006x10-3 72 58 7.947x10-4 60 8.8 2. 25 .076 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 T °C Vol.Ln(S) = Ln (0.314J/molº ∆disHm = 24.7 7. Grafico N°1: solubilidad del acido benzoico como función de la temperatura. . Grafico N° 2: ln solubilidad de acido benzoico respecto al inverso de la temperatura.Nota: Esta tabla expresa los datos arrojados por la experiencia de cada grupo que conforma la sección 003 del laboratorio de Fisicoquímica I. pero si se disminuye la temperatura del sistema la solubilidad del ácido benzoico disminuye drásticamente.Las sustancias con fuerzas de atracción intermoleculares similares tienden a ser solubles entre sí.Cuando la temperatura de un sistema en equilibrio aumenta. al menos en el caso de los gases. 3. ... se modifica el equilibrio entre las tendencias opuestas de disolución y cristalización que están en acción en una solución saturada. 2. altera la energía cinética de las moléculas se altera. el sistema reacciona como si se adicionara un reactivo a una reacción endotérmica o un producto a una reacción exotérmica.Al incrementar la temperatura del ácido benzoico la solubilidad del mismo aumenta... y por tanto. También depende de la temperatura y. 4.. 1.El grado en que una sustancia se disuelve en otra depende de la naturaleza tanto del soluto como del disolvente.CONCLUSIÓN.Cuando se produce un aumento en la temperatura. 5. de la presión. ∆Hºdisolución.1979. 7. Burstend. 3. Química Física Práctica de Findlay. .. H. Página: 651. S. tiene un valor positivo si cuando se forma la disolución se absorbe calor (endotérmico). . Editorial Pearson Prentice Hall. España.2013. Página: 61. 2012 ..CRC Handbook of Chemistry and Physics. H. Página: 166. Eugene Lemay.Ritter L. REFERENCIAS 1. 1956.A. Bruce E. Introducción a la Química. como en este caso. se liberara calor cuando se forma la disolución (exotérmico). será negativo si. Howard. Editorial Pearson Prentice Hall. 11va Edición. Catherine J. 1era Edición.. 2009.6. . 4. Editorial Reverte. Y. Murphy. Química la Ciencia Central. Química la Ciencia Central. Catherine J. Páginas: 535 – 541. Eugene Lemay.La entalpía de disolución.El calor absorbido cuando se disuelve un mol de un soluto en un disolvente a presión constante es denominado entalpia molar de disolución. Editorial Reverte.Theodore L. Brown. 2009. . 11va Edición. 9na Edición.Theodore L. Murphy. por el contrario.P. 5.. Brown. Burstend. 93rd Edition.Levitt B. 2. Bruce E.
Report "Solubilidad Del Ácido Benzoico y Determinación de Su Calor de Solución"