Calorimetria fisicoquimica

Universidad de Carabobo
Facultad de Ciencias de la Educación
Escuela de Educación
Departamento de Química
Cátedra: Fisicoquímica I

Profesor:
Ing. Jesús Acosta

Integrantes:

Quijada Mariangel, CI: 20.665038

Arteaga Jean, CI: 14.745.121

Fecha: 14 de Noviembre de 2011

Introducción

Se define como calor específico al calor, por unidad de masa, necesario para incrementar latemperatura de un cuerpo un grado centígrado.
En el caso de los sólidos y líquidos los datos que se manejan son los de cp, ya que las medidas de cv engendran presiones tan considerables que son prácticamente imposibles de realizar.
Las medidas experimentales de los calores específicos pueden realizarse por varios procedimientos. En esta práctica se a utilizara el método de las mezclas.
Ladescripción del proceso que tiene lugar es la siguiente:
Se introduce en un sistema adiabático (calorímetro) una cantidad de agua de masa M a temperatura ambiente. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, el calorímetro y el agua estarán a la misma temperatura T0. Si en ese momento, introducimos en el sistema una muestra del sólido a estudiar, de masa m y calor específico c, a una temperatura T1, elsistema constituido por el agua, el calorímetro y la muestra evolucionarán hacia un estado de equilibrio térmico a la temperatura T2.
Esta evolución se realiza a presión constante (P atmosférica) y sin intercambio de calor con el exterior (sistema adiabático), por lo que, Q absorbido = Q cedido, pudiendo plantear las ecuaciones siguientes:

Q absorbido por el agua = M• c0 • (T2-T0)

Q absorbidopor el calorímetro = K• c0 • (T2-T0)

Q cedido por la muestra = m• c • (T1-T2)

Siendo:

M = masa de agua introducida en el calorímetro.
m = masa de la muestra metálica a estudiar.
K = equivalente en agua del calorímetro.
c0 = calor específico del agua (1 cal/gºC)
c = calor específico del metal.
T0 = temperatura inicial del sistema agua-calorímetro.
T1 = temperatura inicial de lamuestra metálica.
T2 = temperatura final de equilibrio del sistema agua-calorímetromuestra.

La ecuación global es:

(M+K)•c0•(T2-T0) = m•c•(T1-T2)

y despejando c, podemos calcular el calor específico de la muestra metálica, según la ecuación:

(M+K)•c0•(T2-T0)
c = (1)
m • (T1-T2)

Materiales y Reactivos

• 1 calorímetro
•Muestra metalica de plomo
• 1 vaso precipitado de 1000 ml
• 1 vaso precipitado de 250 ml
• 2 termometros
• 1 tripode
• 1 rejilla
• Mechero

Procedimiento

Calculo del equivalente en agua del calorímetro, K

El calorímetro, en su conjunto, es un sistema adiabático. Por tanto, la cantidad de calor cedida por una cierta cantidad de agua, una vez dentro del sistema, la tomará el calorímetro yla invertirá en elevar su temperatura.
Se define como equivalente en agua del calorímetro, K, a la masa de agua, que
para elevar su temperatura un grado centígrado, necesita la misma cantidad de calor que el calorímetro.
Para determinar experimentalmente K, se toma una cantidad de agua de masa m (150 gr) y se calienta en un vaso de precipitados hasta una temperatura Ti, superior a latemperatura ambiente.
Previamente, se determina la temperatura inicial del calorímetro vacío, T0. Una
vez determinada ésta, se introduce el agua caliente dentro del calorímetro y se espera hasta que se alcance la temperatura de equilibrio Tf , agitando, ocasionalmente, con el agitador. En estas condiciones, el calor cedido por el agua lo absorbe el calorímetro, pudiéndose plantear las ecuacionessiguientes:

Qcedido por el agua = m•c0•(Ti-Tf)

Qabsorbido por el calorímetro = K•c0•(Tf-T0)

m•c0•(Ti-Tf) = K•c0•(Tf-T0)

m•(Ti-Tf)
K =
Tf-T0

siendo:

K = equivalente en agua del calorímetro.
Práctica 3: Determinación del calor específico de sólidos
Introducción a la Experimentación en Química Física 3.3
m= masa de agua...