Calorimetria.Es el calor específico de diferentes metales.

Tabla de Contenidos

Extracto………………………………………………………………………………………….1

        Introducción…………………………..…………………………………………………………1

Procedimiento Experimental……………………………………………………………………2

Datos Tabulados………………..………………………………………………………………..3

Gráfica……………………………………………………………………………………………6

Cálculos…………………………………………………………………………………………..6

Resultados Tabulados…………………………………………………………………………...7

Discusión de resultados…………………………………………………………………………8

Conclusión……………………………………………………………………………………….9

Referencias………………………………………………………………………………………10

Extracto:

        En este experimento se calibró un calorímetro para determinar el calor específico de diferentes metales. Esto se hizo con el propósito de luego determinar que metal contiene la muestra usada en el experimento comparando su calor específico con unos ya establecidos. Esta muestra se pesó para poder obtener su masa, se preparó 200 mL de agua en un vaso de cristal y este se calentó hasta que el agua comenzó a ebullir. Se obtuvo un tubo de ignición y a este se le transfirió la muestra del metal y se colocó en el agua hirviendo. A la vez se tomaba las temperaturas del agua y el metal. Usando dos vasos de poliestireno, se creó un calorímetro y a este se le añadió agua. Se le tomo la temperatura a esta agua usando un termómetro y se transfirió rápidamente el metal caliente dentro del tubo de ignición al calorímetro, al hacer esto se pudo ver el cambio en temperatura en el agua dentro del calorímetro. Usando los datos recolectados, se construyó una gráfica usando los cambios en temperatura como función del tiempo. Para calcular el calor específico de la muestra del metal desconocido se sustituyeron los datos en la ecuación Δq =msΔT=ms(T final- T inicial). Luego, usando el calor especifico del metal desconocido que se obtuvo, se calculó el porciento de error, la cual es una comparación entre los resultados experimentales con los valores teóricos de los metales.

Introducción:

Este experimento tuvo como propósito poder desarrollar los conceptos de calorimetría por medio de la práctica. Incluso, poder determinar la identidad de un metal desconocido obteniendo su calor especifico; que puede ser calculado midiendo los cambios en temperaturas al depositar el metal calentado dentro de calorímetro de poliestireno. La capacidad de concebir el trabajo se conoce como energía, la misma se mide en calorías o julios. La termodinámica es el estudio de energía y sus transformaciones. Por otro lado, la termoquímica es la rama de termodinámica que trata con el calor en cambios químicos o físicos (Silberberg y Amateis, 2014). De acuerdo con Silberberg y Amateis, cualquier estudio de termodinámica el primer paso es definir lo que es el sistema. Este es la parte del universo la cual se estudia. Todo lo que rodea a este se define como alrededores. La unión de ambas, sistema y alrededores, se le denomina “universo”  (2014).  

Se usaron dos vasos de poliestireno como calorímetro. Y de acuerdo con Silberberg y Amateis, un calorímetro es un aparato que se usa para medir el calor expulsado o absorbido por un proceso físico o químico, este consiste de un envase cerrado y perfectamente aislado con agua que ha sido equilibrada térmicamente, un instrumento para agitar el agua, y la temperatura se mide con un termómetro (2014). De acuerdo con un artículo escrito por Zimmerman, el equilibrio térmico es cuando dos regiones que están en contacto térmico ya no transfieren calor entre ellos (2015). Usando la información sobre la temperatura y los cambios en esta, también los límites de temperatura y el tiempo máximo, se creó una gráfica con la temperatura en función del tiempo. Esta se hizo con propósito de poder determinar el calor específico de la muestra del metal asignado. El calor específico se define como la cantidad de calor requerida por unidad de masa para elevar la temperatura de 1 gramo de una sustancia o material por 1 Kelvin o grado Celsius (Silberberg y Amateis, 2014).

Otro concepto de termodinámica es la entalpia. La entalpia, de acuerdo con Silberberg y Amateis, esta se define como la energía interna sumado al producto de la presión y el volumen. Usualmente, la entalpia se expresa como el cambio en entalpia (ΔH). El cambio en entalpia se relaciona con un cambio en energía interna y un cambio en el volumen, que se multiplica por la presión constante del sistema (2014).

Al haber realizado el experimento, se usó la ecuación Δq =msΔT=ms(T final- T inicial). Esta ecuación consiste de la energía (Δq) usada para poder crear un cambio en temperatura. También consiste de msΔT, es decir el producto de la masa y el calor especifico por el cambio en temperatura. El Δq se define como lo energía en julios. La “m” es la masa de la sustancia u objeto, esta tiene que estar en gramos. La “s” es el calor especifico de la sustancia. Finalmente, ΔT es el cambio en temperatura, es decir la temperatura final menos la inicial.  

Procedimiento Experimental:

Trabajo con una muestra de un metal desconocido asignada. Se pesaron 10 gramos del metal asignado por la instructora, se verifico si el metal estaba seco y se determinó que estaba un poco húmedo, esto significa que puede haber un posible error en los cálculos para determinar el calor especifico de dicha muestra de metal.

 El metal se trasladó a un tubo de ignición y este se tapó con algodón. El tubo de ignición fue sumergido con la muestra de metal adentro, en un vaso con 200-400 mL de agua. El tubo fue sujetado con una grapa. El agua se calentó hasta punto de ebullición usando una plancha de calentamiento, el tubo de ensayo se mantuvo 10-15 minutos sumergido en este baño de agua para que la muestra pudiera alcanzar su equilibrio térmico. Luego se anotó la temperatura del baño.  

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