calorimetria

PRÁCTICA Nº 11
CALORIMETRÍA
1 OBJETIVO GENERAL


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

2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS





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

3 FUNDAMENTO TEÓRICO

El capítulo de la química que estudia los cambios energéticos que
acompañana una reacción química se denomina Termoquímica. Las
reacciones químicas van acompañadas de transferencia de energía, que
puede manifestarse 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 ( H)
LaEntalpía de reacción se expresa normalmente en unidades de
Calorías/mol ya sea de reactivo ó producto Por convención se establece
que la entalpía 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 cambiosde
temperatura con ayuda de un termómetro y a través de estas medidas
medir la cantidad de calor intercambiado.
El calor desarrollado por reacción u 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:
Calorcedido por reacción u otro proceso físico = Calor ganado por el
calorímetro
El calor ganado por el calorímetro es:
Qp  mace agua(T2  T1 )  mcce cal (T2  T1 )
Donde: ma es la masa del agua 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 específicopromedio de los componentes del calorímetro.
Si el calor ganado es igual al calor perdido:

Qp  Qg
Qp  mace agua(T2  T1 )  mcce cal (T2  T1 )
Qp  (mace agua  mcce cal )(T2  T1 )
Y si definimos la capacidad calorífica del calorímetro como:
Ccal  mace agua  mcce cal
Podemos escribir la ecuación como:
Qp  Ccal (T2  T1 )
De tal modo que conociendo la capacidad del calorímetro y lastemperaturas 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 el matraz erlenmeyer y se
espera hasta que el sistema alcance el equilibrio térmico contemperatura
T2.
El calor perdido por el agua caliente en el matraz erlenmeyer será:
Qp  mace agua(T2  Tb )
Por lo tanto:

Qp  mace agua(T2  Tb )  Ccal (T2  T1 )
Y el valor de C

se puede calcular por:
 ma ce agua(T2  Tb )
Ccal 
(T2  T1 )
Nótese que la capacidad del calorímetro es función de las masas de los
componentes del calorímetro y del agua que rodea al erlenmeyer, porlo
tanto ni la masa de agua ni los componentes deben cambiar durante la
sesión experimental.
cal

4 MATERIALES Y REACTIVOS
4.1 MATERIALES
Calorímetro
Vaso de precipitados 600 cm3
Termómetro
Matraz erlenmeyer 125 cm 3
Hornilla
Vaso de precipitado 250 ml
Termómetros termocupla
Balanza Eléctrica

Varilla de vidrio
Piseta
Esferas metálicas

4.2 REACTIVOS
Agua destilada 50g
Hielo50g

5 PROCEDIMIENTO
a) Construcción del calorímetro.
 Una caja de material aislante de aproximadamente 15 cm x 15 cm x 15
cm, con espacio suficiente para que en el interior quepa un vaso de
precipitados de 600 cm3.
 El matraz erlenmeyer (cámara de reacción) se colocará en el interior del
vaso de precipitados rodeado de agua.
 El termómetro estará en el agua que rodea a la cámara de...