PRACTICA 2: CAPACIDAD CALORÍFICA Y DE NEUTRALIZACIÓN

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD INTERDICIPLLINARIA DE INGENIERIA CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

(UPIICSA- IPN)

LABORATORIO DE QUÍMICA INDUSTRIAL II

PRACTICA 2:

CAPACIDAD CALORÍFICA Y DE NEUTRALIZACIÓN

PROFESOR: HIDALGO OLGUIN

FECHA DE ELABORACION: 3/AGO/2014

FECHA DE ENTREGA: 8/AGOSTO/2014

OBEJTIVOS:

Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de un calorímetro.

Determinar experimentalmente la entalpia molar de reacción para un par acido fuerte- base fuerte (calor de reacción de neutralización a presión constante).

FUNDAMENTOS TEORICOS:

La termodinámica, que es el estudio de la energía térmica de sistemas. El concepto central de la termodinámica es la temperatura. Esta palabra es tan conocida que la mayoría de nosotros, debido a nuestro sentido de caliente frío, tendemos a interpretarlo con exceso de confianza. En realidad nuestro "sentido de temperatura", no siempre es confiable. En un frío día de invierno, por ejemplo, un pasamano parece mucho más frío al tacto que un poste de una cerca de madera. Aquí vamos a desarrollar el concepto de temperatura desde sus fundamentos, sin confiar en ninguna forma en nuestro sentido de temperatura. Este error en nuestra percepción sucede porque el hierro elimina energía de nuestros dedos sus fundamentos, sin confiar en ninguna forma en nuestro sentido de la temperatura.

La temperatura es una de las siete cantidades básicas del SI. Los experto miden la temperatura en la escala Kelvin, que está marcada en unidades llamadas kelvins. Aun cuando la temperatura de un cuerpo aparentemente no tiene límite superior, sí tiene límite inferior; esta temperatura limitadora se toma como el cero de la escala de temperatura kelvin.

La Ley Cero De La Termodinámica

Las propiedades de numerosos cuerpos cambian cuando alternamos su temperatura, como al sacarlos de un refrigerador y ponerlos en un horno caliente. Por ejemplo cuando aumento la temperatura de esos cuerpo, aumenta el volumen de un líquido, una varilla metálica crece un poco más y aumenta la resistencia eléctrica de un alambre, al igual que aumenta la presión ejercida por un gas confinado. Podemos emplear cualquiera de estas propiedades como una base para un instrumento que nos ayudará a determinar el concepto de temperatura. Si dos cuerpos A y B están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo T, entonces están en equilibrio térmico entre sí.

La Primera Ley De La Termodinámica

Una de las manifestaciones más fundamentales de la naturaleza es la energía que acompaña a todos los cambios y transformaciones. Así, fenómenos tan diversos como la caída de una piedra, el movimiento de una bola de billar, la combustión del carbón, o el crecimiento y reacciones de los mecanismos complejos de los seres vivientes, todos comprenden alguna absorción, emisión y redistribución de la energía. La forma más común en que ésta aparece y hacia la cual tienden las demás, es el calor. Junto a él se produce energía mecánica en el movimiento de cualquier mecanismo; energía mecánica en el movimiento de cualquier mecanismo; energía eléctrica cuando una corriente calienta un conductor o es capaz de realizar un trabajo mecánico o químico; energía radiante inherente a la luz visible y a la radiación en general; y finalmente la energía química almacenada en la sustancias, que se pone de manifiesto cuando aquéllas realizan una transformación.

Termoquímica

La termoquímica es una rama de la física química que trata de los cambios térmicos asociados a las transformaciones químicas y físicas. Su objetivo es la determinación de las cantidades de energía calorífica cedida o captada en los distintos procesos y el desarrollo de métodos de cálculo de dichos reajustes sin recurrir a la experimentación.

Desde un punto de vista práctico es esencial conocer si en una reacción específica hay absorción o desprendimiento de calor y en qué proporción a fin de ayudar su remoción o de suministrar el que sea necesario. Resulta imperioso estudiar la determinación experimental de los calores de reacción, tanto como los principios termodinámicos para evaluar los cambios sin recurrir a la experiencia. Las unidades de energía más generales son la caloría, y el julio.

Medición de los cambios térmicos

Para determinar directamente la variación de calor comprendida en una reacción , se usa el calorímetro, que consiste en un recipiente aislado lleno de agua en la cual se sumerge la cámara de reacción. Cuando la reacción es exotérmica el calor producido se transfiere al agua cuyo ascenso de temperatura se lee con precisión mediante un termómetro sumergido en ella. Conociendo la cantidad de agua, su calor específico y la variación de temperatura se calcula el calor de reacción después de tener en cuenta también algunas correcciones por radiación, velocidad de enfriamiento del calorímetro, aumento de temperatura de las vasijas, agitadores, etc. Estas correcciones se evitan al determinar la capacidad calorífica del calorímetro por combustión de cierta cantidad conocida de sustancia, cuyo calor de combustión se ha determinado con precisión. Con este fin, se eligen muestras de ácido benzoico, naftaleno o azúcar. Un procedimiento distinto de evitar correcciones es el de reproducir por calefacción eléctrica el cambio de temperatura producido en el calorímetro, para el proceso que se estudia. La cantidad de energía eléctrica para lograrlo equivale al calor desprendido en el proceso. Un aparto análogo sirve también para las reacciones endotérmicas, pero en este caso se medirán descensos de temperatura en lugar de aumentos.

Calor de Reacción a volumen o Presión Constante

Hay dos condiciones bajo las cuales se efectúan las mediciones termodinámicas, una es (a) a volumen constante y la otra (b) a presión constante. En la primera, se mantiene constante el volumen del sistema cuyo cambio térmico se busca durante todo el curso de medición. En cambio al operar a presión constante, se mantiene el sistema bien sea abierto a la atmósfera, o confinado dentro de una vasija sobre la cual se ejerce una presión constante, se mantiene el sistema bien sea abierto a la atmósfera, o confinado dentro de una vasija sobre la cual se ejerce una presión constante. En estas condiciones puede tener lugar cualquier cambio de volumen y el sistema es capaz de ajustarse a la presión externa constante. Las magnitudes de los cambios térmicos obtenidos en estas dos condiciones difieren en general. A volumen constante cualquier cambio térmico que tiene lugar se debe únicamente a la

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