LABORATORIO DE QUÍMICA INFORME CALORIMETRÍA

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FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA

INFORME

CALORIMETRÍA

Prof. Daniel Rojas

Integrantes:

Ranny Lander

Daniel Bastidas

Caracas, Julio 2020.

RESUMEN

En esta práctica se realizó el estudio de la calorimetría donde a partir del uso de un sistema aislado (calorímetro) demostrar la presencia de calor al poner, en contacto, varios cuerpos de diferentes temperaturas y mientras una absorbe el calor el otro la suministra. Y con ello calcular, en el primer experiemento, la capacidad calorífica del calorímetro donde los cuerpos no cambian de estado y en otro experimento obtener la entalpia de fusión de un hielo y comprobar a partir de un valor teórico que tan acertados son nuestros resultados.

Para cada experiencia se realizó el balance de calor ya que la suma de los calores de cada cuerpo tiene que ser igualado a cero, debido a que no se transmite el calor al exterior ni se suministra. En la primera experiencia teniendo los valores de las masas, calores específicos y diferencias de temperatura se obtiene el valor de “π” llamada capacidad calorifica del calorimetro dando un valor de 92,62cal/ ºC. Para la segunda experiencia se calcula como en la experiencia anterior los calores involucrados de cada cuerpo en el sistema pero además se incluye la entalpia de fusión del hielo siendo un valor que no conocemos y buscamos; despejando la ecuación nos queda el calor de fusión en 91,31 cal/gr con porcentaje de error del 14,14%.

OBJETIVOS

• Determinar mediante el uso de un calorímetro, el ∆H de fusión de una sustancia dada (agua).

      Estudio previo:

• Capacidades calóricas
• Tipos de calorímetros
• Entalpía de fusión del hielo y de reacción.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

  La Calorimetría es la medida de la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo en el curso de un proceso físico o químico.

Calor

  Es la Energía Térmica que se transfiere de un objeto a otro cuando entran en contacto mutuo, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos.

La dirección de la transferencia de la Energía Térmica es siempre desde la sustancia de mayor temperatura hacia la de menor temperatura (o sea desde la más caliente a la más fría).

Cuando fluye calor entre dos objetos o sustancias que se encuentran unidas; se dice que están en contacto térmico.

Cuando dos objetos se encuentran en contacto térmico, la temperatura del más caliente disminuye y la del más frío aumenta, hasta llegar ambos a la misma temperatura, es decir, quedan en equilibrio térmico.

Al disminuir la temperatura de un cuerpo, la energía de sus moléculas también disminuye, y viceversa, si la temperatura aumenta, su Energía Interna también. El calor por lo tanto, antes de ser emitido es Energía Interna y después al ser transferido vuelve a ser Energía Interna.

Expresado en forma de ecuación, queda:

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Q = calor transferido
                                  ∆E  = cambio de energía interna                      [1]

  El calorímetro es un dispositivo que se utiliza para medir el cambio de temperatura de una cantidad de sustancia (por lo general agua) de calor específico conocido. Este cambio de temperatura se debe al calor absorbido o desprendido en el proceso que se está estudiando; químico si es una reacción, o físico si consiste de un cambio de fase o estado.

La cantidad de calor que absorbe el calorímetro se denomina capacidad calórica del calorímetro. Esta se determina suministrando una cantidad conocida de calor al calorímetro con una determinada masa de agua. Luego, se mide el aumento de temperatura del calorímetro y de la disolución que contiene.

El calorímetro adiabático

Se caracteriza por tener una estructura aislante llamada escudo. El escudo se encuentra alrededor de la celda donde se producen los cambios de calor y temperatura.

En un calorímetro adiabático se minimiza la diferencia de temperatura entre el calorímetro y sus alrededores; así como se minimiza el coeficiente de transferencia de calor y el tiempo para el intercambio de calor.

Sus partes constan de las siguientes:

-La celda (o recipiente), integrada a un sistema de aislamiento mediante el cual se trata de evitar la pérdida de calor.

-El termómetro, para medir los cambios de temperatura.

-Un calentador, conectado a una fuente controlable de tensión eléctrica.

-Y el escudo, ya mencionado.     [3]

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Tipos de Calorímetros:

1. Isocórico:

  La reacción se efectúa a volumen constante. Sé sumerge un recipiente de acero resistente (bomba) en un gran volumen de agua. Al producirse o absorberse calor por la reacción en el interior del recipiente de aluminio, se transfiere calor hacia o desde un gran volumen de agua. Así, sólo pueden producirse cambios muy pequeños de temperatura. No se efectúa trabajo cuando la reacción se verifica en un calorímetro de "bomba" aunque participen gases porque ΔV = 0. Por lo tanto,

ΔE = qv (volumen constante)

Para reacciones exotérmicas se puede escribir:

      Cantidad de Calor que        cantidad de calor que           cantidad de calor que

      se pierde en la reacción  =   gana el calorímetro      +            gana el agua

La ecuación que queda después de diversos cálculos y sabiendo que ΔE y ΔH son diferentes sólo cuando hay gases presentes, es la siguiente:

ΔE (reacc) +Δ H (calm) + ΔH (ag) = 0

Como el calorímetro y el agua líquida sólo sufren cambios de temperatura (proceso físico) se tiene que:

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