Calorimetria Y Termoquimica

INFORME TRABAJO PRÁCTICO N°4
CALORIMETRÍA Y TERMOQUÍMICA
Objetivos:
* Estudiar procesos químicos realizados en un calorímetro, en los cuales se producen cambios térmicos
* Comprobar experimentalmente la ley de Hess
.
A. Determinación de la constante del calorímetro
A.1. Esquema del ciclo termoquímico empleado:
(K) Cal + H20(l) -------à Cal + H20(l) (K)
A.2. Expresión matemática quepermite calcular la constante del calorímetro:
m1.Cp.(Tf – T1) + Ck.(Tf – T1) + m2.Cp.(Tf – T2) = 0
A.3. Resultados experimentales:
1ra. Determinación 2da. Determinación
Masa de agua en el calorímetro, m1 / g 47,851 ± 0,001 48,913 ± 0,001
Masa de agua agregada, m2 / g 48,513 ± 0,001 49,109 ± 0,001
Temperatura del agua en el calorímetro, T1 / °C 42,5°C ±0, 1 42,4°C ± 1
Temperatura del aguaagregada, T2 / °C 35°C ± 1 36,4 ± 0,01
Temperatura final del sistema, Tf / °C 34,3°C ± 0,1 34,2°C ± 0,1
Ck / J °C-1 83,61 ± 0,01 63,18 ± 0,01





A.4. Comentarios y conclusiones:
La finalidad de esta experiencia fue calcular el valor del CK del calorímetro con el cual estábamos trabajando. Para ello, se observaron las variaciones de temperatura registradas con un termómetro (de gran precisióny capacidad 50°C) que se producían al introducir una masa de agua a temperatura ambiente al calorímetro, donde ya había contenida otra masa de agua a una temperatura mayor. Los datos recolectados fueron volcados a la expresión matemática antes nombrada. Para una mayor exactitud, las temperaturas fueron interpoladas con ayuda del programa Excel. El proceso fue reproducido por duplicado arrojando 2valores diferentes.
B. Determinación del calor de fusión del hielo
B.1. Esquema del ciclo termoquímico empleado:
(314,8 K) Cal+ H20(l) + H2O(s) à Cal + H20(l) (283,4 K)
B.2. Expresión matemática que permite calcular el calor de fusión del hielo:
DHf.m2 + Ck.(T2-T1) + m1.CpH2O(l).(T2-T1) + m2.CpH2O(l).(T2-0°C)
B.3 Resultados experimentales:
1ra. Determinación
Constante del calorímetro, Ck /J °C-1 83,61 ± 0,01
Masa de agua inicial, mi / g 81,59 ± 0,01
Masa de agua final, mf / g 115,56 ± 0,01
Masa de hielo, mh / g 33,98 ± 0,01
DT = Tf –Ti - 31,379 ± 0,001
DHf, hielo / kJ mol-1 6,282 ± 0,001
DHf, hielo / kJ mol-1 (Tablas)* 6,02 ± 0,01
* Química, la ciencia básica. M.D Reboiras. Thomson eds. Madrid 2006.










B.4. Comentarios y conclusiones:
Para determinar elcalor de fusión del hielo, se dispuso del calorímetro utilizado en la experiencia anterior, cuyo Ck se acordó en 83,61 J°C-1 (arrojado en la primera determinación), donde se mezclaron una masa de hielo con otra masa de agua a temperatura alta con el fin de evaluar la variación de temperatura en función del tiempo. Luego de que las dos masas entraran en contacto, la temperatura del sistema bajoconsiderablemente, debido a la absorción de energía que emplea el hielo en el cambio de estado. Los valores fueron registrados cada 30 segundos con un termómetro de 50°C. Una vez volcados los datos a la expresión matemática se obtuvo valor de DHf diferente al tabulado, pero no tan distante de éste.



APÉNDICE
GRAFICO PARTE A
[pic]

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GRAFICO PARTE B
[pic]C. Verificación de la Ley de Hess:

En este experimento se medirá y comparará la cantidad de calor desarrollada en tres procesos. En todos los casos se despreciarán los cambios de volumen de disolución o dilución.

C.1. Disolución de NaOH (s) en agua

C.1.1. Esquema del ciclo termoquímico empleado:

NaOH (s) + H2O(l) ⎯⎯→Na+ (aq) + OH- (aq) + Q1

Q1: calor liberado en la disolución.Estado inicial: NaOH sólido + 100 ml de agua
Estado final: 100 ml solución de NaOH 0,25 M

C.1.2. Expresión matemática que permite calcular Q1:

ΔH1 + Ck. (T2 - T1) + (m1 + m2) . CpH2O . (T2 - T1) = 0

C.2. Disolución de NaOH (s) en HCl (aq)

C.2.1. Esquema del ciclo termoquímico empleado:

NaOH (s) + H+ (aq) + Cl-(aq) ⎯⎯→H2O + Na+ (aq) + Cl-(aq) + Q2

Q2: calor liberado en la...