REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA SOBRE CALORIMETRÍA

Universidad Veracruzana

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniería Química

Termodinámica

Dra. María de Lourdes  Cortes Rodríguez

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA SOBRE CALORIMETRÍA  

José Manuel Gómez Lozano

Ciclo Agosto 2016-Enero 2017

12 de octubre de 2016

Índice

Objetivos:        1

Introducción:        1

Desarrollo:        2

Calorimetría:        2

Calorímetros:        3

Calorímetro convencional:        5

Calorímetro adiabático:        6

Calorímetro de volumen constante:        7

Microcalorímetro:        9

Calorímetro de flujo continuo:        9

Calorímetro de presión constante:        10

Conclusión:        13

Bibliografía:        14

Objetivos:

1. Definir el concepto de calorimetría
2. Explicar las aplicaciones de la calorimetría
3. Definir el concepto de calorímetro
4. Explicar los tipos de calorímetros y sus aplicaciones

Introducción:

En el presente trabajo se presenta una recopilación bibliografía de conceptos y definiciones acerca de la calorimetría, el colorímetro y sus tipos, de igual forma se incluyen un par de ejemplos para permitir visualizar la aplicación de los datos obtenidos por medio de análisis calorimétricos. El texto se ha dividido en dos secciones, la primera plantea una definición general del estudio de la calorimetría y conceptos necesarios para su correcta interpretación, como calor, temperatura, calor específico y capacidad calórica. En la segunda sección, de define ampliamente el concepto de colorímetro, su funcionamiento y las medidas de precaución para su manejo adecuado.

Desarrollo:

Calorimetría:

Es absolutamente indispensable tener bien clara la distinción entre temperatura y calor. La temperatura depende del estado físico de un material y es una descripción cuantitativa de su calidez o frialdad. En física, el término “calor” siempre se refiere a transferencia de energía de un cuerpo o sistema a otro, a causa de una diferencia de temperatura, nunca a la cantidad de energía contenida en un sistema dado. Podemos modificar la temperatura de un cuerpo agregándole o quitándole calor, o agregándole o quitándole energía de otras formas, como trabajo mecánico. Si cortamos un cuerpo a la mitad, cada mitad tiene la misma temperatura que el todo; no obstante, para elevar la temperatura de una mitad un intervalo dado, le agregamos la mitad del calor que agregaríamos al todo.  Calorimetría significa “medición de calor” (YOUNG, FREEDMAN, SEARS, & ZEMANSKY, 2009) .

Para medir el calor, en el laboratorio, los cabios de calor de los procesos físicos y químicos se con un calorímetro, que es un recipiente cerrado diseñado específicamente para este propósito. La  comprensión de la calorimetría,  es decir, la medición de los cambios de calor, dependerá de los conceptos de calor específico y capacidad calórica.

El calor específico (s) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. Sus unidades son J/g∙˚C. La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de la sustancia. Sus unidades son J/˚C. El calor específico es una propiedad intensiva, en tanto que la capacidad calorífica es una propiedad extensiva. La relación entre capacidad calorífica y calor específico de una sustancia es

C = ms

donde m es la masa de la sustancia en gramos. Por ejemplo, el calor específico del agua es 4.184 J/g∙°C, y la capacidad calorífica de 60.0 g de agua es

(60.0 g) (4.184 J/g∙°C) = 251 J/°C.

Si conocemos el calor específico y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de la muestra (Δt) indicará la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado en un proceso en particular. Las ecuaciones para calcular el cambio de calor están dadas por

q = msΔt

q = CΔt

donde Δt es el cambio de la temperatura:

Δt =tfinal - tinicial

La convención para el signo de q es igual que para el cambio de entalpía; q es positiva para procesos endotérmicos, y negativo para procesos exotérmicos. (Raymod & Kenneth A., 2013)

Calorímetros:

Corrientemente se miden las cantidades de calor mediante un calorímetro. En su forma más sencilla consiste en una vasija, que se aísla lo mejor posible con objeto de evitar pérdidas o ganancias de calor, y la cual contiene un líquido calorimétrico, generalmente agua (Glasstone, 1977).

En el presente trabajo de hablará de 6 tipos de calorímetros:

1. Calorímetro convencional
2. Calorímetro adiabático
3. Calorímetro de volumen constante
4. Microcalorímetro
5. Calorímetro de flujo constante
6. Calorímetro de presión constante

Antes de abordar las características particulares de cada uno de ellos, de expondrán sus generalidades y mediadas de precaución al emplearlos.

El tipo de reacciones más comúnmente estudiadas en un calorímetro es la combustión. También se miden calores de hidrogenación, halogenación, neutralización, disolución, mezcla, transición de fase, etc. Las capacidades calóricas se determinan también en un calorímetro. Las reacciones en las que algunas de las especies son gases (por ejemplo, las reacciones de combustión) se estudian en un calorímetro a volumen constante. Las reacciones en las que no intervienen gases se estudian en un calorímetro a presión constante (Levine, 2004).

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