Trabajo Calorimetría
luis daniel alvaradoInforme25 de Julio de 2020
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Objetivo general
Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro, el calor de neutralización en una reacción ácido-base y el calor específico de un metal, mediante el uso de un simulador de calorímetro, para la demostración de los principios de la calorimetría.
Objetivos específicos
- Comparar los cálculos obtenidos con los valores teóricos del simulador, para determinar el porcentaje de error experimental.
- Identificar el tipo de reacción que se produzca, aplicando la primera ley de la termodinámica.
Datos recopilados
Tabla 1: Datos iniciales- Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro.
Variable | Datos |
Masa de agua fría (g) | 100 g |
Masa de agua caliente (g) | 100 g |
Temperatura de agua fría (°C) | 30 °C |
Temperatura de agua caliente (°C) | 90 °C |
Temperatura de equilibrio (°C) | 60 °C |
Calor específico Cp agua (J/g∙°C) | 4.18 J/g∙°C |
Fuente: Elaboración propia del autor.
Tabla 2: Datos iniciales-Determinación del calor de neutralización.
Variable | Datos |
Reactivo 1 | HCl |
Reactivo 2 | NaOH |
Volumen reactivo 1 (ml) | 100 ml |
Concentración reactivo 1 (M) | 1 M |
Volumen reactivo 2 (ml) | 100 ml |
Concentración reactivo 2 (M) | 1 M |
Temperatura del reactivo 1 (°C) | 20 °C |
Temperatura del reactivo 2 (°C) | 20 °C |
Temperatura de equilibrio (°C) | 26.81 °C |
Calor específico Cp agua (J/g∙°C) | 4.18 J/g∙°C |
Fuente: Elaboración propia del autor.
Tabla 3:Datos iniciales- Determinación del calor específico de un metal.
Variable | Datos |
Masa del metal caliente (g) | 30 g |
Masa de agua fría (g) | 100 g |
Temperatura del metal caliente (°C) | 90 °C |
Temperatura del agua fría (°C) | 20 °C |
Temperatura de equilibrio (°C) | 21.16 °C |
Fuente: Elaboración propia del autor.
Algoritmo de resolución
- Capacidad calorífica del calorímetro
- Objetivo principal: Calcular la capacidad calorífica de un calorímetro, mediante el uso de un simulador de calorimetría.
- Entrar al simulador Pearson.org de calorimetría.
- Ir al recuadro Expirement y seleccionar la opción Run experiment.
- Seleccionar la primera sustancia a usar con su respectiva masa y temperatura: 100 g de H2O a 30 °C.
- Seleccionar la segunda sustancia a emplear con su masa y temperatura: 100 g de H2O a 90 °C.
- Dar inicio al experimento en el botón start y esperar al resultado de la temperatura final o de equilibrio (Te) del sistema (reactivos y calorímetro).
- Se determina el valor teórico considerando las condiciones de presión y temperatura estándar: 1 atm y 25° C, respectivamente.
- Para el cálculo del calor total, usamos la ecuación de la ley cero de la termodinámica.
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[pic 2]
[pic 3]
)[pic 4]
- De la ecuación, se despeja la capacidad calorífica del calorímetro Ccalorímetro para determinar su valor.
- Calor de neutralización
- Objetivo principal: determinar el calor de neutralización de una reacción ácido-base, para la identificación del tipo de reacción termoquímica.
- Entrar al simulador Pearson.org de calorimetría.
- Ir al recuadro Expirement y seleccionar la opción Run experiment.
- Seleccionar el primer reactivo a usar: 100 ml de HCl con concentración de 1 M.
- Seleccionar el segundo reactivo a emplear: 100 ml de NaOH con concentración de 1 M.
- Dar inicio al experimento en el botón start y esperar al resultado de la temperatura final o de equilibrio (Te) del sistema (reactivos).
- Se determina el valor obtenido considerando las condiciones de presión y temperatura estándar: 1 atm y 25° C.
- Para el cálculo del calor de la reacción usamos la expresión:
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- Calor específico de un metal
- Objetivo principal: Calcular el calor específico de un metal aplicando la ley cero de la termodinámica.
- Entrar al simulador Pearson.org de calorimetría.
- Ir al recuadro Expirement y seleccionar la opción Run experiment.
- Seleccionar el primer componente a usar: 30 g de Ag a 90°C.
- Seleccionar el segundo componente a emplear: 100 g de agua a 20° C.
- Dar inicio al experimento en el botón start y esperar al resultado de la temperatura final o de equilibrio (Te) del sistema (metal y agua).
- Se determina el valor obtenido considerando las condiciones de presión y temperatura estándar: 1 atm y 25° C
- Para calcular el calor específico del metal, se usa la expresión de la ley cero de la termodinámica, y se despeja Cp metal.
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- Se determina el porcentaje de erro del calor específico del metal con la expresión:
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Resultados obtenidos
- Capacidad calorífica del calorímetro.
Variable | Resultado (J/°C) |
Capacidad calorífica del calorímetro | 0 |
Tabla 4: Resultado de la capacidad calorífica del calorímetro.
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- Cálculos
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)[pic 16]
)[pic 17]
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- Calor de neutralización[1]
Variable | Valor | Unidades |
Masa de HCl | 100 | g |
Masa de NaOH | 100 | g |
Calor de neutralización (experimental) | -56.93 | kJ/mol |
Calor de neutralización (teórico) | -57.27 | kJ/mol |
% error | 0.59 | - |
Tabla 5: Valores correspondientes a la masa de los reactivos en función de la concentración, y del calor de neutralización resultante.
Fuente: Elaboración propia del autor.
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- Cálculos:
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