Determinarea entalpiei de solutie a sarurilor

Determinarea entalpiei de solutie a sarurilor

Experimentul Determinarea entalpiei de solutie a sarurilor are ca scop determinarea entalpiei de solutie a diferitelor saruri de clorura. In momentul in care o sare este dizolvata in apa, poate incalzi sau raci solutia. Prin urmare, entalpia de solutie poate fi fie negativa (generatoare de caldura), fie pozitiva (absorbire de caldura). Pentru dizolvarea cristalului, energia de reticul, numita si energie de retea, trebuie aplicata. Pe de alta parte, in procesul de hidratare, energia este eliberata. Entalpiile de solutie nu pot fi calculate cu certitudine, ci trebuie determinate experimental.

In acest experiment, sarurile de litiu (LiCl), potasiu (KCl) si sodiu (NaCl) sunt dizolvate intr-un pahar demonstrativ transparent de tip Dewar. Entalpia de solutie poate fi apoi calculata din schimbarea de temperatura.

Obiectivele Experimentului:

• Intelegerea proprietatilor sarurilor.
• Dizolvarea sarurilor si masurarea temperaturii.
• Intelegerea parametrului de stare al entalpiei de solutie.
• Diferentierea dintre procesele de solutie exotermice si endoterme.

Principiile Experimentului:

Sarurile sunt compusi chimici alcatuiti din ioni si interactioneaza prin legaturi ionice. Intr-o legatura ionica, unul dintre partenerii de legatura din reticulul ionic dobandeste o incarcare pozitiva, iar celalalt partener dobandeste o incarcare negativa. Ionii pot avea incarcaturi univalente sau polivalente. Formula empirica a celor doi parteneri de legatura este intotdeauna astfel incat incarcarile sa fie neutralizate. De obicei, cationii cu incarcare pozitiva sunt metalele, iar anionii cu incarcare negativa sunt nemetale si oxizii acestora.

Majoritatea sarurilor sunt solide la temperatura camerei si au o structura cristalina specifica sarii in cauza, datorita reticulului sau ionic. De asemenea, multe saruri se dizolva usor in apa. Structura cristalina este distrusa in procesul de dizolvare, ca rezultat al interactiunilor dintre moleculele solventului si ionii din reticulul cristalin. Cu cat aceste interactiuni sunt mai puternice, cu atat este mai usor sa se dizolve o sare.

In cazul apei ca solvent, urmatoarele se intampla: Apa este un dipol, ceea ce inseamna ca centrele de incarcare pozitiva si negativa nu cad in interiorul moleculei. Aceasta distributie asimetrica a incarcarii formeaza doi poli; unul pozitiv si unul negativ. Cationii din reticulul ionic sunt atrasi de interactiunile electrostatice ale perechii libere de electroni din atomul de oxigen in molecula de apa. In schimb, partea pozitiva a dipolului apei exercita interactiuni cu anionii din reticulul ionic. Astfel, in jurul ionilor dizolvati se formeaza un inel de molecule de apa; asa-numitul “invelis de hidratare”.

Deoarece reticulul ionic este distrus in procesul de dizolvare, energia de retea, sau entalpia de reticul ΔHG trebuie furnizata. Pe de alta parte, in formarea invelisului de hidratare, energia este eliberata; entalpia de hidratare ΔHH. In functie de care dintre cele doua entalpii este mai mare, apa fie se incalzeste in timpul dizolvarii, fie se raceste. Procesul de dizolvare este endotermic atunci cand entalpia de hidratare este mai mica decat energia de retea si exotermic atunci cand se intampla invers.

In acest experiment, se vor investiga entalpiile de solutie ale a trei saruri de clorura. Pentru aceasta, sarurile de litiu (LiCl), potasiu (KCl) si sodiu (NaCl) vor fi dizolvate in apa intr-un pahar demonstrativ transparent de tip Dewar. Din schimbarea rezultata a temperaturii ΔT, entalpia molara de solutie ΔHmol poate fi calculata folosind cantitatea de caldura Q.