Calorimetria

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE INGENIERÍA QMC 100 - L
CURSO BASICO SEM 2/2011
LABORATORIO QUIMICA GENERAL
PRÁCTICA Nº 11
CALORIMETRÍA
9.1 OBJETIVO GENERAL

▪ Comprobar la ley de conservación de la energía, en sistemas sin reacción química

9.2 OBJETIVOSESPECÍFICOS

▪ Construir un calorímetro
▪ Medir temperaturas
▪ Determinar calores específicos
▪ Determinar temperaturas de equilibrio

9.3 FUNDAMENTO TEÓRICO

El capítulo de la química que estudia los cambios energéticos que acompañan a una reacción química se denomina Termoquímica. Las reacciones químicas van acompañadas de transferencia de energía, que puedemanifestarse en forma de calor absorbido (reacción endotérmica) ó calor desprendido (reacción exotérmica)
Reactivos -----+ Productos +/- Calor
Cuando una reacción se lleva a cabo a presión constante, los cambios de calor que ocurren se denominan entalpía (ΔH)
La Entalpía de reacción se expresa normalmente en unidades de Calorías/mol ya sea de reactivo ó producto Por convención se establece que laentalpía es de Signo negativo para procesos exotérmicos.
La medida del calor intercambiado durante un proceso se realiza mediante un calorímetro que básicamente es un dispositivo aislado con una cámara de reacción rodeada de agua donde se detectan los cambios de temperatura con ayuda de un termómetro y a través de estas medidas medir la cantidad de calor intercambiado.
El calor desarrollado por reacciónu otro proceso físico Qp en la camara de reacciónque se halla inicialmente a una temperatura T1, actúa de tal modo que la temperatura final del calorímetro cambia hasta T2. Por el principio de conservación de la energía se puede expresar:
Calor cedido por reacción u otro proceso físico = Calor ganado por el calorímetro
El calor ganado por el calorímetro es:
[pic]

Donde: ma es la masa delagua que rodea al erlenmeyer
ce agua es el calor específico del agua
mc es la masa de los componentes del calorímetro (vaso de precipitados, termómetro, agitador, etc.)
ce cal es el calor específico promedio de los componentes del calorímetro.
Si el calor ganado es igual al calor perdido:


[pic]
[pic]
[pic]
Y si definimos la capacidad calorífica del calorímetro como:
[pic]
Podemosescribir la ecuación como:
[pic]
De tal modo que conociendo la capacidad del calorímetro y las temperaturas inicial y final se puede determinar el calor cedido por la reacción ocurrida en el matraz erlenmeyer.
En el proceso de calibración del calorímetro se determina la capacidad calorífica del calorímetro C cal. En este proceso se introduce una masa ma de agua a temperatura de ebullición Tb en elmatraz erlenmeyer y se espera hasta que el sistema alcance el equilibrio térmico con temperatura T2.
El calor perdido por el agua caliente en el matraz erlenmeyer será:
[pic]
Por lo tanto:
[pic]
Y el valor de C cal se puede calcular por:
[pic]
Nótese que la capacidad del calorímetro es función de las masas de los componentes del calorímetro y del agua que rodea al erlenmeyer, por lo tanto nila masa de agua ni los componentes deben cambiar durante la sesión experimental.

9.4 MATERIALES Y REACTIVOS

9.4.1 MATERIALES

|ITEM |MATERIAL |CARACTERÍSTICA |CANTIDAD |
|1 |Calorímetro | |1 |
|2 |Vaso deprecipitados |600 cm3 |1 |
|3 |Termómetro | |1 |
|4 |Matraz erlenmeyer |125 cm 3 |1 |
|5 |Hornilla |...