Miguel Mihura - 3 Sombreros de Copa - Obra Completa

Obra obligatoria per PAU en Catalunya, 2o Bachillerato - 2n Batxillerat

Descargar en PDF: http://tinyurl.com/mfm8n3n

Practica Química. Detecció d'entalpia d'una reacció àcid-base.

Química. Determinació de la entalpia d'una reacció.

Copyright(c) http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=5712357319623587569 Creative Commons. 2n Batxillerat.

Objectiu: Determinar el valor de la variació d'entalpia en una reacció de neutralització d'un àcid amb una base.

En aquesta pràctica s'ha utilitzat l'àcid clorhídric (àcid) i l'hidròxid de sodi (base).

Materials:

• Calorímetre
• Proveta
• Balança
• Vas de precipitats (part del calorímetre)
• Termòmetre
• Comptagotes de 3ml
• Matràs Aforat
• Dissolucions de 1M de NaOH i HCl

Mètode: Aquesta pràctica consistia d'un procediment basat en dos parts: la mesura de la temperatura de les dissolucions d'àcid i de base abans de la reacció, i la mesura de la temperatura dels reactius desprès de la reacció.

Al començar la pràctica, s'havia de preparar una dissolució 0.5M tant de l'hidròxid de sodi com de l'àcid clorhídric, doncs en el laboratori només disposàvem de dissolucions de 1M. S'havien fet els càlculs utilitzant els factors de conversió i s'havien preparat les dissolucions corresponents utilitzant un matràs aforat, una proveta i, per assegurar-se del fet que la concentració tant de l'àcid com de la base fos precisa, un comptagotes de 3ml.

El càlcul realitzat va ser el següent:

1. l de dó final * (0.5 mol / l dó final) * (1l dó inicial / 1 mol) = 0.05l = 50ml de dó inicial.

El càlcul aplicat era el mateix per l'àcid i per la base, ja que necessitàvem dissolucions dels dos amb les mateixes concentracions de solut (0.5M). Com les dissolucions finals havien de tenir 50ml de dó inicial / 100ml (per satisfer el requesit que fós 0.5M), vam afegir uns 50ml més d'aigua destil·lada a cadascuna d'elles.

Per aconseguir que la quantitat d'aigua afegida en les dos dissolucions sigui exacta, s'ha utilitzat un comptagotes i una proveta. Finalment, s'ha mesclat l'aigua amb els 50ml de dissolució inicial de HCl en un matràs aforat (i 50ml de dissolució inicial de NaOH en un altre matràs).

Tot seguit, començava el procés del registre de la variació d'entalpia. Per a aquest procés, s'ha emprat el següent procediment:

1. Es registra la massa del vas de precipitats que es situarà dins el calorímetre.
2. Es mesura la temperatura dels 100ml d'àcid clorhídric 0.5M.
3. Es mesura la temperatura dels 100ml d'hidròxid de sodi 0.5M.
4. Es barregen les dues substàncies en el vas de precipitats mencionat en (1), i la substància resultant es situa en un calorímetre.
5. És registra la temperatura de la dissolució resultant (de la reacció de l'àcid i la base).

Tot seguit, amb les dades recopilades, es fan els càlculs següents:

• Variació (guany o pèrdua) de calor pel vas de precipitats (es considerarà que la temperatura inicial d'aquest es la temperatura dels reactius, i que a temperatura final es la temperatura dels productes) = Ce vidre * m calorímetre * (T_f – T_INICIAL)
• Variació (guany o pèrdua) de calor durant el pas dels reactius als productes (es considerara que la calor específica tant de la dissolució de l'àcid com de la dissolució de la base és la mateixa que la de l'aigua (4,18J / K * g))

Cal mencionar que s'ha fet la suposició que tant la dissolució dels 100ml de NaOH, com la dels 100ml de HCl tenen la massa de 100g cadascuna, i que les dues dissolucions estan a la mateixa temperatura inicial, com si estiguessin continguts en un mateix recipient però sense reaccionar.

Com l'experiment descrit anteriorment s'ha realitzat a una pressió constant (pressió atmosfèrica), la calor guanyada (o bé perduda) pel vas de precipitats i per les substàncies quan hagin reaccionat serà la entalpia de la reacció. Si la temperatura dels ambdós (del vas i de les substàncies) puja, significarà que el sistema haurà alliberat calor (i, per tant, ∆H < 0). Si baixa, significa que l'haurà absorbit (∆H > 0).

Resultats:

S'han agafat 50ml de la dissolució de NaOH 1M i 50ml de la dissolució HCl 1M i s'han afegit 50ml d'aigua als 50ml del àcid i de la base per produir 100ml de NaOH 0.5M i 100ml de HCl 0.5M

La temperatura inicial (abans de que s'hagi produït la reacció) de NaOH i HCl era d'uns 25 graus Celsius. La temperatura final (quan ja s'ha produït la reacció) era d'uns 28 graus Celsius.

La massa registrada del vas de precipitats era d'uns 106.6g

∆Q total = 106.6 * (∆T vas del vidre) * Ce Vidre + 200 * (∆T dissolució) * Ce aigua

∆Q total = 106.6 * (28-25) * 0.83 + 200 * (28-25) * 4.18 =

2773.434 J =

2773.434 * (1kJ / 1000 J) = 2.7734 kJ

El volum de les dissolucions tant de l'àcid com de la base utilitzat va ser d'uns 0.1l (100ml). Com eren dissolucions de 0.5 M, la quantitat de cada compost (HCl i NaOH) que ha participat en aquesta reacció va ser 0.05 mol, ja que la reaccó que va dur-se a terme entre aquests compostos va ser la següent:

NaOH (aq) + HCl (aq) --> NaCl (s) + H₂O (l)

A partir del càlculs, es pot veure que 2.7734 kJ son guanyades per la dissolució i pel vas del vidre, i, per tant, es desprenen en la reacció de 0.05 mol de l'àcid o de la base.

Com la pressió a la que s'ha dut a terme la reacció és la atmosfèrica, ∆Q = ∆Q pressió constant = ∆H = -2.7734kJ / 0.05 mol

D'aquesta manera, ∆H = -2.7734kJ / 0.05 mol = -55.468 kJ / mol (d'HCl o de NaOH).

Tenint que ∆H registrada en els laboratoris es d'uns -55.84 kJ / mol, l'error relatiu comés en aquesta pràctica és només d'uns 0.66%

Conclusió:

Amb aquesta pràctica s'ha pogut registrar, mitjançant procediments efectuables amb material ben simple i de fàcil accés, la entalpia de la reacció de neutralització d'àcid clorhídric (HCl) amb Hidròxid de Sodi (NaOH). Aquesta entalpia és la mateixa que la calor alliberada a pressió constant: ∆H = -55.468 kJ / mol.

L'error relatiu comés respecte la entalpia real d'aquesta reacció (-55.84 kJ / mol) va ser d'uns 0.66%

Annex:

3. Escriu els processos per calcular la ∆H segons Hess.

NaOH (aq) + HCl (aq) --> NaCl (s) + H2O (l) ∆Hr = ?

a) Na (s) + 0.5 H2 (g) + 0.5 O2 (g) --> NaOH (aquós) ∆H = -112.236 kcal / mol = -467.65 kJ / mol

b) Na (s) + 0.5Cl2 (g) ---> NaCl (s) ∆H = -98.232 kcal/ mol = -409.3 kJ / mol

c) 0.5H2 (g) + 0.5Cl2 (g) ---> HCl (aq) ∆H= -40.023 kcal / mol = -166.7625 kJ / mol

d) 1 H2 (g) + 0.5 O2 (g) --> H2O (l) ∆H = -285.84 kJ / mol

- a – c + b + d = NaOH (aq) + HCl (aq) --> NaCl (s) + H2O (l)

• Segons la llei de Hess, ∆Hr = - ∆Ha - ∆Hc + ∆Hb + ∆Hd
• +467.85 +166.76 - 409.3-285.84 = -60.53 kJ / mol ≈ -55.84 kJ / mol.

La variació d'entalpia registrada per la via experimental s'apropa més a la entalpia “real” que la calculada a partir de les entalpies de formació mitjançant la llei de Hess.

Exemple D'una Pràctica / Disseny Experimental Biologia. Detecció de Glúcids Reductors i Detecció de Glúcids en diversos aliments.

Copyright (c) http://trabajosyapuntes.blogspot.com.es Creative Commons. 2n Batxillerat. Practica de Biologia. 

Detecció dels glúcids reductors i del midó en compostos nutritius (pels éssers humans) i classificació de glúcids segons la seva capacitat de reducció.

Problemes a investigar: El pernill conté midó i / o glúcids reductors? I les patates?

La lactosa és un glúcid reductor? I el sucre de taula (sacarosa)?

Objectiu: Detectar la presència de mido i de glúcids reductors en determinats aliments (pernill i patates) i classificar la lactosa i la sacarosa en funció de la seva capacitat de reducció d'altres molècules.

Hipòtesis:

1. H1: Potser pernill doni positiu per la presència de glúcids reductors, doncs moltes vegades s'utilitza la dextrosa com un additiu per preservar-lo.
2. H2: Potser la patata doni positiu per la presència del midó, ja que és el tubercle d'un organisme vegetal.
3. H3: Potser el pernill doni negatiu per la presència del midó, ja que el midó habitualment no s'afegeix en aquest, i sense additius el pernill esta format normalment per greixos i proteïnes (i midó, en canvi, és un glúcid).
4. H4: És possible que la patata doni negatiu per la presència de glúcids reductors, ja que en aquesta no hi han glúcids reductors lliures (estaran, segurament, presents en forma de midó).
5. H5: És possible que la dissolució de la lactosa doni positiu per la presència de glúcids reductors, perquè la lactosa, segons la informació de la que disposem, és un glúcid d'aquest tipus.
6. H6: És possible que la dissolució de la sacarosa doni negatiu per la presència de glúcids reductors, perquè aquesta, segons la informació de la que disposem, no és un glúcid reductor.

Variable Independent: Tipus de compost (dissolució d'un determinat glúcid / un determinat aliment).

Variables Dependents:

1. Presència de glúcids reductors en el compost (reacció reactius de Fehling)
2. Presència de midó en el compost (reacció del lugol)

Material:

• 4 Tubs d'assaig
• 2 Plaques de Petri
• Dissolució de lugol i reactius de Fehling (A i B)
• Dissolucions de lactosa i sacarosa
• Una patata sense cuinar
• Un tros de pernil

Mètodes:

El mètode utilitzat en aquest experiment consistirà de separar els dos aliments examinats (pernil i patata) en trossos de la mateixa mida i subministrar en aquests trossos dissolucions de lugol i dels reactius de Fehling en petites quantitats. També és subministraran aquestes substàncies (lugol i Fehling) en dissolucions de lactosa i sacarosa contingudes en els tubs d'assaig.

El procediment utilitzat serà el següent:

1. Es separarà la patata en 4 trossos de la mateixa mida. Aquests formaran 2 grups de mostres, amb 2 mostres (rèpliques) cada grup.
2. Es separarà el pernill en 6 trossos de la mateixa mida. Aquests formaran 2 grups de mostres, amb 3 mostres (rèpliques) cada grup.
3. S'afegeix la dissolució de lactosa en 2 tubs d'assaig, i la dissolució de sacarosa, també en 2 tubs d'assaig. En total, aquests tubs d'assaig formaran 2 grups de mostres (grup amb lactosa i grup amb sacarosa) amb 2 mostres (rèpliques) cada grup.
4. S'afegeix la dissolució de lugol en un grup de les mostres de pernil, en un grup de les mostres de patata, en un dels tubs d'assaig amb lactosa i en un dels tubs d'assaig amb sacarosa.
5. S'afegeix la dissolució de reactius de Fehling en un grup de mostres de pernil, en un grup de mostres de patata, en un dels tubs d'assaig amb lactosa i en un dels tubs d'assaig amb sacarosa.
6. S'escalfen els tubs d'assaig amb sacarosa i amb lactosa que tinguin els reactius de Fehling en ells per tal d'afavorir la reacció d'aquests amb els glúcids que formen part de les dissolucions presents en els tubs (o no afavorir-la en el cas de que no hi hagi glúcids reductors amb que aquests reactius puguin reaccionar).

Aquest experiment no demana l'ús de mostres control i per tant totes les mostres tindran o bé lugol o bé reactius de Fehling (A i B) afegits en elles.

Resultats:

	Mostres de Patata	Mostres de Pernil	Dissolució de Lactosa	Dissolució de Sacarosa
Presència de Sucres Reductors (Reacció dels reactius de Fehling)	Negatiu	Negatiu*	Positiu	Negatiu
Presència del midó (canvi en la coloració del lugol)	Positiu	Negatiu	Negatiu	Negatiu

*En afegir els reactius de Fehling a les mostres de pernil aquests han canviat el seu color del color blau a un blau-violeta molt més fosc (conseqüentment tenyint les mostres de pernil). Com el calor violeta no marca la presència de glúcids reductors en el compost, no es podria afirmar, doncs, que aquest els contingui, però no obstant hi ha hagut una reacció per part dels reactius de Fehling i aquest fet s'ha considerat necessari per ser indicat.

Resultats positius pel lugol indiquen que aquesta substància ha canviat el seu color d'un color marronós a un color blau fosc (o una part d'aquesta substància ho ha fet) en reaccionar amb un determinat compost, i també que ha tenyit aquest compost del mateix color.

Resultats positius per reactius de Fehling (A i B) indiquen que aquests han reaccionat amb els components del compost en qüestió i han canviat el seu color d'un color blau clar a un color vermell, i han tenyit, aixi mateix, al compost d'aquest mateix color (o ho ha fet una quantitat d'aquests reactius).

Resultats negatius, tant per una dissolució com per l'altre (lugol i Fehling) indiquen que aquestes no han reaccionat amb el compost amb el que s'esperava que reaccionessin (midó i glúcids reductors, respectivament), i no han, per tant, canviat de color, ni totalment ni parcialment.

Anàlisi dels resultats:

Com era d'esperar, la patata, un tubercle d'un organisme vegetal, ha donat positiu pel midó. Com aquest tubercle normalment no conté glúcids reductors lliures (els conté només formant part del midó), ha donat negatiu per la presència d'aquest tipus de glúcids – un resultat també esperable.

El pernil, aliment format per greixos i proteïnes, ha donat negatiu pel midó, com també era d'esperar, doncs el midó és un glúcid. També ha donat negatiu per la presència de glúcids reductors, tot i que el reactius si han reaccionat (si no no hi hagués el canvi de color), però amb una altra molècula, segurament. És possible que aquesta molècula sigui una proteïna. Cal mencionar que sense la repetició de l'experiment no és pot comprovar si realment els reactius han reaccionat o bé si es tracta d'un error.

La dissolució de lactosa ha donat negatiu per la presència del midó, com era d'esperar, i ha donat positiu per la presència de glúcids reductors, com també s'hipotetitzava. No obstant, els reactius de Fehling només han reaccionat un cop escalfada la mostra. Això pot estar degut a que els reactius de Fehling necessiten una determinada temperatura per reaccionar amb la lactosa.

La dissolució de la sacarosa ha donat negatiu tant pel midó com pels glúcids reductors. Com la sacarosa no és un glúcid reductor, i en aquesta dissolució midó tampoc hi era present, és un resultat esperable.

H1: Potser pernill doni positiu per la presència de glúcids reductors, doncs moltes vegades s'utilitza la dextrosa com un additiu per preservar-lo. Rebutjada.
H2: Potser la patata doni positiu per la presència del midó, ja que és el tubercle d'un organisme vegetal. Hi ha suficient evidència per considerar que aquesta afirmació és certa.
H3: Potser el pernill doni negatiu per la presència del midó, ja que el midó habitualment no s'afegeix en aquest, i sense additius el pernill esta format normalment per greixos i proteïnes (i midó, en canvi, és un glúcid). Hi ha suficient evidència per considerar que aquesta afirmació és certa.
H4: És possible que la patata doni negatiu per la presència de glúcids reductors, ja que en aquesta no hi han glúcids reductors lliures (estaran, segurament, presents en forma de midó). Hi ha suficient evidència per considerar que aquesta afirmació és certa.
H5: És possible que la dissolució de la lactosa doni positiu per la presència de glúcids reductors, perquè la lactosa, segons la informació de la que disposem, és un glúcid d'aquest tipus. Hi ha suficient evidència per considerar que aquesta afirmació és certa.
H6: És possible que la dissolució de la sacarosa doni negatiu per la presència de glúcids reductors, perquè aquesta, segons la informació de la que disposem, no és un glúcid reductor. Hi ha suficient evidència per considerar que aquesta afirmació és certa.

Conclusions:

• El pernil utilitzat per aquest experiment no contenia glúcids reductors com additius, ni tampoc com part dels seus components naturals. Tampoc contenia midó ni com a part dels additius, ni com a part dels seus components naturals.
• La patata té com a part dels seus components naturals el midó. No té, però, com a part d'aquests components els glúcids reductors.
• La lactosa és un glúcid reductor. La dissolució de la lactosa no conté midó.
• La sacarosa no és un glúcid reductor. La dissolució de la sacarosa no conté midó.