Calolimetria laboratorio

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA

CALORIMETRÍA DE SOLUCIONES

CONCEPTOS BÁSICOS

El calor es la forma más común de energía relacionada con el cambio químico; en esta experiencia se estudiará la energía calorífica en reacciones en estado líquido.

La mayoría de los procesos químicos están acompañados por desprendimiento oabsorción de calor. El flujo de calor puede medirse con un aparato denominado calorímetro que es, en esencia, un recipiente con paredes aisladas que disminuye el calor intercambiado con los alrededores. Dentro del calorímetro pueden presentarse cambios químicos y puede fluir calor de una parte a otra, sin que, idealmente, fluya calor ni hacia adentro ni hacia afuera del calorímetro
.
El símbolo generalpara el flujo de calor en un proceso es q y se expresa en julios, unidad SI para energía, trabajo y cantidad de calor. Si el proceso se lleva a cabo a presión constante, q recibe un nombre especial: cambio de entalpía, ΔH. Así, el calor absorbido o desprendido durante un proceso realizado a presión constante es el cambio de entalpía de dicho proceso. La práctica se realiza en un calorímetro queestá abierto a la presión atmosférica y por consiguiente q = ΔH.

Al hablar de cambios de entalpía, la mayoría de procesos se describen con una ecuación química en la que se señala el estado físico de las sustancias. Los coeficientes estequiométricos en las ecuaciones químicas representan la cantidad de sustancia.

Los procesos que absorben calor se denominan endotérmicos y tienen valorespositivos de ΔH. Los procesos que desprenden calor se los denomina exotérmicos y presentan valores negativos de ΔH. La temperatura y la presión son importante y, a menos que se diga otra cosa, los procesos químicos se estudian a 25 C y una atmósfera de presión. Entonces la ecuación:

H2 (g) + O2 (g) H2O (l) ; ΔH = -286 kJ

significa que a 25 C y una atmósfera de presión, un mol de gashidrógeno y mol de gas oxígeno reaccionan para formar un mol de agua líquida con el desprendimiento de 286 kJ de energía calorífica.

Cambios de temperatura. Cuando un objeto caliente se pone en contacto con otro frío (que tiene temperatura inferior) fluye energía calorífica del cuerpo caliente al frío hasta cuando ambos objetos alcancen la misma temperatura. Es obvio que la cantidad de energíarequerida para producir un cambio específico de temperatura en un objeto dado depende de la masa del objeto.

Calor específico. Se define el calor específico, cp , de una sustancia como la cantidad de energía calorífica requerida para elevar la temperatura de una cantidad de ducha sustancia en un intervalo determinado de temperatura. Se requiere más energía calorífica para aumentar la temperaturade una sustancia con calor específico alto que la de otra con calor específico bajo.

El calor especifico de una sustancia es una propiedad física intensiva, característica de esa sustancia. El calor específico del agua es 4184 J/ kg K

El calor específico se representa por cp (c minúscula) en unidades de masa o por Cp (C mayúscula) en unidades de cantidad de sustancia. En este caso, sesuele decir calor específico molar. La cantidad de calor está dada por:
q = m cp ΔT
en la que:
q = energía calorífica ganada o perdida por la sustancia en julios.
ΔT = ( Tfinal - T inicial ) en kelvin o en grados Celsius
m = masa de la sustancia en kilogramos.

Capacidad calorífica. El cambio de temperatura experimentado por un objeto cuando absorbe una cierta cantidad de calor estádeterminado por su capacidad calorífica, C. La capacidad calorífica de un objeto se define como la cantidad de calor absorbida por un material para subir su temperatura un intervalo de temperatura. La capacidad calorífica es una propiedad extensiva porque su valor es proporcional a la cantidad de materia del objeto considerado.

La capacidad calorífica se representa por C: generalmente se...
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