Calor y solidificacion laboratorio

Introducción

A pesar de a que representa un concepto muy abstracto, “energía” es un término bastante utilizado. Por ejemplo, cuando nos sentimos cansados, solemos decir que no tenemos energía.  A diferencia de la materia, la energía se conoce por sus efectos. No puede verse, tocarse, olerse o masarse.

Todas las formas de energía se pueden convertir (al menos al principio) unas en otras. Los científicos han concluido que, aun cuando la energía se presenta en diferentes formas interconvertibles entre sí, esta no se destruye ni se crea. Cuando desaparece una forma de energía debe aparecer otra (de igual magnitud), y viceversa. Este principio se resume en la ley de la conservación de la energía: la energía total del universo permanece constante. (1)

En esta ocasión interactuaremos con la energía química y térmica, de manera directa e indirectamente, apreciando cambios de energía en las reacciones químicas y cambios físicos, respectivamente.

Casi todas las reacciones químicas absorben o producen (liberan) energía, por lo general en forma de calor. Es importante entender la diferencia entre energía térmica y calor. El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas. Con frecuencia hablamos del “flujo de calor” desde un objeto caliente a uno frío. A pesar de que el termino calor sí mismo implica transferencia de energía, en general hablamos de “calor absorbido” o calor “liberado” para describir los cambios de calor en las reacciones química. (2)

Objetivos

• Determinar calor de combustión de la parafina y establecer relaciones químicas con calor de combustión la vela y conocer los tipos de energía utilizados.
• Determinar el calor específico de la combustión y de la solidificación

Procedimiento experimental

En primer instancia se pegó la vela al vidrio reloj y se masó la vela junto al soporte. Se masó la lata chica vacía que fue utilizada como calorímetro. Se agregó 2/3 de agua destilada a la lata chica y se masó. Se registró la temperatura del agua con termómetro, ésta fue su temperatura inicial. Se introdujo la vela dentro de la lata grande y se encendió. Luego se ubicó la lata chica sobre la vela con la ayuda de una baqueta. Se calentó el agua durante 5 minutos y se midió la temperatura siendo así su temperatura final. Se apagó la vela y se masó para así obtener la masa de la combustión de la vela a partir de la diferencia entre la masa final e inicial de la vela.

Durante la segunda parte del trabajo en laboratorio, se masó un vaso de precipitados con capacidad de 150 mL y un tubo de ensayo. Se le agregó 100 mL de agua destilada al vaso de precipitados, se registró su masa y se tomó su temperatura. Luego se agregó 2/3 de cera de vela al tubo de ensayo y se masó. Finalmente se sumergió el tubo de ensayo en agua y se calentó a baño María para así después introducir el tubo en el vaso con agua y tomar la temperatura de esta. Se registraron todos los datos para posteriormente realizar los cálculos correspondientes.

Resultados

Discusión

La energía generalmente se define como la capacidad de efectuar un trabajo. Los químicos definen trabajo como el cambio de energía que resulta de un proceso. La energía térmica es la energía asociada al movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas. En general, la energía térmica se calcula a partir de mediciones de temperatura. Cuanto más vigoroso sea el movimiento de los átomos y de las moléculas en una muestra de materia, estará más caliente y su energía térmica será mayor. Por otro lado, la energía química es una forma de energía que se almacena en las unidades estructurales de las sustancias. Cuando las sustancias participan en una reacción química, la energía química se libera, almacena o se convierte en otra de energía. (3)

Así, el calor generado por el proceso de combustión se transfiere del sistema a sus alrededores. Esta reacción es un ejemplo de un proceso exotérmico, que es cualquier proceso que cede calor, es decir, que transfiere energía térmica hacia los alrededores (4) como es en el caso de la combustión de la vela. En donde la energía térmica producida por la combustión libera energía química, creando y rompiendo nuevos enlaces en la reacción.  

En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos físicos y químicos se miden con un calorímetro, recipiente cerrado diseñado específicamente para este propósito. La discusión acerca de la calorimetría, la medición de los cambios de calor, dependerá de la comprensión de los conceptos de calor específico y capacidad calorífica. (5)

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