Pràctiques de Química PAU: Calorimetria i Dissolucions

Exemple PAU: Problema de Calorímetre

a) Procediment Experimental

En un calorímetre hi col·loquem un determinat volum d’aigua (o una determinada massa d’aigua) i mesurem la temperatura inicial. Posteriorment afegim una determinada massa de KOH sòlid al calorímetre. Agitem la mescla per dissoldre tot el sòlid, tapem el calorímetre i esperem un temps fins que la temperatura que ens marca el termòmetre deixi de pujar (s’estabilitzi). Mesurem aquesta temperatura final.

Material

• Calorímetre
• Termòmetre
• Espàtula
• Balança
• Probeta de 200 mL

Reactius

• Aigua
• KOH sòlid

b) Càlculs

Q = 202 g · 4,18 J/g·ºC · 2,5 ºC = 2111 J = 2,11 kJ ⇒ ΔHº = −2,11 kJ

En tractar-se d'una reacció exotèrmica (la dissolució d'hidròxid de potassi ha desprès calor, la qual ha fet pujar la temperatura del termòmetre), l'entalpia de la reacció és negativa. Per a trobar l'entalpia de la reacció en kJ·mol⁻¹ apliquem els següents factors de conversió:

(−2,11 kJ / 2 g KOH) · (56,1 g KOH / 1 mol) = −59,2 kJ·mol⁻¹

L'entalpia molar de la reacció de dissolució de l’hidròxid de potassi és −59,2 kJ·mol⁻¹.

Exemple PAU: Preparació de Dissolucions (Solut Sòlid)

Càlculs Previs

• Càlcul de la massa molar del fluorur de sodi
• Càlcul de la massa de solut que ens farà falta

Material i Reactius

Material

• Balança electrònica (sensibilitat = 0,1 g)
• Vidre de rellotge
• Espàtula
• Vas de precipitats de 100 mL
• Embut de forma alemanya
• Vareta de vidre
• Matràs aforat de 250 mL
• Comptagotes

Reactius

• NaF (s)
• Aigua destil·lada

Procediment

• Es col·loca un vidre de rellotge en una balança electrònica i es tara. Després, amb ajut d'una espàtula, es mesuren 2,1 g de NaF.
• La massa anterior de NaF es transvasa a un vas de precipitats de 100 mL, al qual s'afegeix aigua destil·lada.
• S'agita la mescla resultant amb la vareta de vidre per a homogeneïtzar-la fins que tot el solut estigui dissolt.
• Amb ajut d'un embut i de la vareta de vidre, s'abocarà l'anterior mescla a un matràs aforat de 250 mL.
• S'afegirà aigua destil·lada fins que el nivell de la dissolució arribi al capil·lar o estretament del matràs aforat (al principi s'afegiran les aigües del rentat del vas de precipitats). A partir d'aquí, l'aigua destil·lada que falti fins arribar al senyal d'enrasament s'afegirà amb un comptagotes, tenint en compte que la part inferior del menisc de la dissolució sigui tangent al senyal d'enrasament.
• Es tapa el matràs i s'agita el contingut per tal d'homogeneïtzar-lo.
• Etiquetar o retolar el matràs.

Exemple PAU: Preparació de Dissolucions (Solut Líquid)

c) Material i Reactius

Material

• Pipeta aforada de 20 mL
• Aspirador de pipetes o pera
• Vas de precipitats de 100 mL
• Embut de forma alemanya
• Vareta de vidre
• Matràs aforat de 100 mL
• Comptagotes

Procediment

20 mL dissolució concentrada

• Es mesuren 20 mL de la solució concentrada d'àcid acètic 3 M amb una pipeta aforada de 20 mL i un aspirador de pipetes o pera i s'afegeixen a un vas de precipitats de poc volum (ex: 100 mL), al qual s'afegirà també una mica d'aigua destil·lada.
• S'agita la mescla amb ajut d'una vareta per a homogeneïtzar-la.
• Amb ajut d'un embut i d'una vareta de vidre, s'abocarà l'anterior mescla a un matràs aforat de 100 mL.
• S'agita la mescla amb ajut d'una vareta per a homogeneïtzar-la.
• Amb ajut d'un embut i d'una vareta de vidre, s'abocarà l'anterior mescla a un matràs aforat de 100 mL.
• S'afegirà aigua destil·lada fins que el nivell de la dissolució arribi al capil·lar o estretament del matràs aforat (al principi s'afegiran les aigües del rentat del vas de precipitats). A partir d'aquí, l'aigua destil·lada que falti fins arribar al senyal d'enrasament s'afegirà amb un comptagotes, tenint en compte que la part inferior del menisc de la dissolució sigui tangent al senyal d'enrasament.
• Es tapa el matràs i s'agita el contingut per tal d'homogeneïtzar-lo.
• Etiquetar o retolar el matràs.