CALORIMETRIA 1

EXPERIENCIA N° 4: CALORIMETRÍA I

BARRIOS J., DE LA HOZ D., OLIVEROS C., VILLA L.

ESTUDIANTES DE INGENIERÍA QUÍMICA DE LA UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

BARRANQUILLA ATLÁNTICO

OCTUBRE 23 DEL 2015

RESUMEN

El objetivo principal de esta práctica es determinar el calor latente de fusión del hielo para ello se usó un calorímetro al cual como primer paso se le hallo la capacidad calorífica por medio de la variación de temperatura medida por un termómetro entre 100 mL de  agua caliente con 100 mL de agua fría. Ya determinado esto se procedió a determinar dicho calor latente, en esta parte se tomó un pequeño bloque de hielo el cual se encontraba a una temperatura de 0°C y se agregó al calorímetro, asegurando de que este se encontrara seco, posteriormente se le agrego al calorímetro 100 mL de agua caliente, tomando previamente su temperatura y finalmente cuando el hielo se fundió por completo se registró una temperatura de equilibrio.

Con todos estos datos se realizaron los cálculos y se observó que la capacidad calorífica del calorímetro es de 20 cal/°C, con este valor también se halló definitivamente el calor latente de fusión del hielo el cual se esperaba que fuese de 80 cal/g, pero en la realidad fue de 76,10 cal/g; y con estos se concluyó que la variación se pudo dar porque el calorímetro no era totalmente adiabático y pudo haber ocurrido una pérdida de energía ligeramente considerable que produjera dicha diferencia.

PROCEDIMIENTO

Primero se determinó la capacidad calorífica del calorímetro para ello se vertió en un calorímetro 100 mL de agua destilada fría y se le tomo la temperatura. Seguidamente se calentó en un beaker 400 mL de agua destilada hasta que alcanzara una temperatura aproximada de 40 °C y de este se tomaron 100 mL a los cuales se le tomo la temperatura y se añadió al calorímetro con el agua fría. Posteriormente se agito el recipiente hasta que el agua en su interior alcanzó una temperatura de equilibrio la cual se midió con el termómetro asegurando que se cumpla:

T2 – Te > Te – T1

Luego de realizado esto y garantizando que se cumpliera lo anterior se tomó un puñado de hielo y con papel absorbente se secó la fina capa de agua que lo recubría y se agregó al calorímetro. Para finalizar se midió 100 mL de agua destilada caliente, se le tomo la temperatura y se vertió en el calorímetro. Por último se agito el recipiente hasta que el hielo se fundió por completo y el termómetro indico que el recipiente alcanzó una temperatura de equilibrio.

RESULTADOS

Finalizada la práctica se obtuvieron los siguientes datos:

Capacidad calorífica del calorímetro

Temperatura del agua fría (T1): 29°C

Temperatura del agua caliente (T2): 40°C

Temperatura de equilibrio (Te): 34°C

Calor latente de fusión del hielo

Temperatura del hielo (T2): 0°C

Temperatura del agua caliente (T1): 40°C

Temperatura de equilibrio (Te): 16°C

Volumen de agua con hielo: 131,30 mL

CALCULOS

Capacidad calorífica del calorímetro

M1CA (Te – T1) + CK (Te – T1) +  M2CA (Te – T2) = 0

CK =  – [M1CA (Te – T1) + M2CA (Te – T2)] / (Te – T1)

CK = – [100g * 1cal/g °C (34°C – 29°C) + 100g * 1cal/g °C (34°C – 40°C)] / (34°C – 29°C)

CK = [– 500 cal + 600 cal] / 5°C

CK = 20 cal / °C

Masa de hielo

ρ = 0,99897 g/mL a 16 °C

VA = V2 – V1

VA = 131,30 mL – 100 mL = 31,30 mL

M = VA * ρ = 31,30 mL * 0,99897 g/mL

M =31,27 g

Calor latente de fusión del hielo

M1CA (Te – T1) + CK (Te – T1) +  M2CA (Te –0) + M2ΔHF = 0

ΔHF =  – [M1CA (Te – T1) + CK (Te – T1) +  M2CA (Te –0)] / M2

ΔHF =  – [100g * 1cal/g °C (16°C –40°C) +20 cal / °C (16°C –40°C) +31,27 g * 1cal/g °C (16°C – 0°C)] / 30,42 g

ΔHF = – [–2400 cal – 480 cal + 500,32 cal) / 31,27 g

ΔHF =2379,68 cal / 31,27 g = 76,10 cal/g

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