8/3/2019 4. Deter Min Area Entalpiei de Dizolvare

1/3

4. Determinarea entalpiei de dizolvare

Principiul lucrrii:

Calorimetria permite pe langa determinarea efectelor termice ale reactiilor chimice si determinarea efectelor termice ale proceselor fizice la presiune constanta, ca de exemplu:dizolvarea, topirea, etc.

Procesul de dizolvare a substanelor este nsoit de un efect termic, denumit cldurde dizolvare, care depinde de interaciile moleculelor sau ionilor substanei (ex. NaCl), carese dizolv cu moleculele dizolvantului (H2O). De exemplu, n cazul cristalelor Na+Cl ionicen ap, cldura de dizolvare la presiune constant, Hdiz , poate fi explicat n felul

urmtor: ntr-o prim etap, sub aciunea apei, ionii imobili de Na+

i Cl

care ocup nodurilereelei cristaline sunt ndeprtai unii de alii pn la distane att de mari, nct foracoulombian de interaciune dintre ei devine nul; ionii devin independeni i mobili n ap.Acest proces absoarbe energie din exterior, astfel c dizolvarea srurilor ionice are loc cuscdere de temperatur.

Caldura de dizolvare este data de suma:Hdiz = Hretea + Hhidratare , unde

Hretea este calduraconsumata pentru ruperea legaturilor dintre ionii din reteauacristalina a substantelor (energia de retea ~ 100 kcal / mol), iar

Hhidratare este calduradegajata in procesul de solvatare (hidratare in cazul apei) aionilor, prin aranjarea dipolilor solventului in jurul fiecarui ion (~ - 100 kcal/mol).

Procesul de dizolvare este endoterm daca Hretea > Hhidratare si este exoterm dacaHretea < Hhidratare.

Scopul lucrrii este determinarea entalpiei de dizolvare pentru trei sruri, deexemplu: NH4Cl, KNO3, K2SO4.

Aparatur i substane:

Aparatur: calorimetru, cilindru gradat de 100 cm3, termometruSubstane: sruri NH4Cl, KNO3, K2SO4

Modul de lucru:Cldura de dizolvare se determin cu ajutorul unui sistem adiabat.

se introduc n paharul Berzelius fixat n cilindrul de polistiren expandat 50 cm3 de apdistilat, msurat cu un cilindru gradat i se urmrete stabilizarea temperaturii latermometru; se noteaz aceast valoare ti;

se cntresc la balana tehnic, pe o hrtie lucioas de cntrire, 2 g dintr-o sare de maisus i se introduce n apa sistemului calorimetric. Se observ variaia de temperatur ntimpul procesului de dizolvare. Cnd toat sarea s-a dizolvat, temperatura rmneconstant se noteaz ca temperatura final tf.

Calcule i rezultate:- Entalpia de dizolvare, ca i cea de neutralizare, se calculeaz dup relaia:

8/3/2019 4. Deter Min Area Entalpiei de Dizolvare

2/3

HQ

ncal mol= ( / ) (1)

n care:Q - cantitatea de cldur din calorimetru (cal);n - numrul de moli de substan dizolvat (mol);

- Se calculeaza numarul de moli, n, de sare dizolvata:n = m / M,unde m este masa de sare cantarita (g), iarM este masa molara a sarii (g/mol) care se

calculeaza de exemplu,pentru KNO3, MKNO3 = 39 + 14 + 48= 101 (g/mol)ANa=23 g/mol; AK=39 g/mol; AH=1 g/mol; AN=14 g/mol; AO=16 g/mol; ACl= 35,5 g/mol; AS= 32g/mol

- se calculeaza caldura mediului in care a avut loc dizolvarea cu ecuatia calorimetrica:Q=(mcalorimetru ccalorimetru + msol. sare csol. sare) (tf-ti)

unde: mcalorimetru

ccalorimetru = 20 cal/K

msol. sare = Vapa sare; -densitatea (g/cm3); c caldura specifica (cal/gK)Introducnd Q i n n relaia (1) se obine entalpia de dizolvare H.

Saredizolvata

NaCl KClNaNO3KNO3

K2SO4Na2SO4

NH4Cl NH4NO3

(g/cm3) 1,0053 1,0046 1,005 1,0063 1,0013 1,0083c (cal/gK)

0,982 0,968 0,963 0,932 0,980 0,981

Se alctuiete tabelul:Sareadiz.

m(g)

M(g/mol)

n(mol)

ti

(oC)

tf

(oC)

t(oC)

T(K)

Q(cal)

H(cal/mol

sare)(kJ/mol

sare)

1 cal = 4,18 J

Interpretarea rezultatelor: n funcie de semnul convenional al lui H se apreciaz naturaendoterm sau exoterm a procesului, iar n funcie de valoarea entalpiei de dizolvare seordoneaz srurile studiate n sensul creterii H.

Exercitii:

1. La dizolvarea n 30 cm3 ap a 3 g Mg(NO3)2 se observ o diferen de temperatur de20C. S se determine entalpia de dizolvare, dac Cvas = 50 cal/grad.

2. tiind c entalpia de dizolvare a Mg(NO3)2 2H2O este 10,32 Kcal/mol s sestabileasc ce diferen de temperatur se va obine la dizolvarea a 2,5 g n 30 mL ap(Cvas = 50 cal/grad).

8/3/2019 4. Deter Min Area Entalpiei de Dizolvare

3/3

3. S se determine cldura de dizolvare pentru uree, tiind c dup dizolvarea a 5 g ureen 100 g ap cu temperature iniial de 20o C, temperature scade la 18o C. Constantacalorimetrului utilizat este de 0,14 KJ/grad, iar cldura specific a apei este 4,18 KJ/grad.4. ntr-un calorimetru ce conine 700 g ap la temperatura de 19,2 oC se adaug 200 gap cu temperatura de 50 o C. Temperatura de echilibru este 24,3 oC. S se calculeze constanta

calorimetrului. Se cunoate cldura specific a apei este 4,18 KJ/grad.