calorimetria

EXPERIENCIA DE CALORIMETRÍA
1. INTRODUCCIÓN
Al mezclar dos cantidades de líquidos a distinta temperatura se genera una transferencia de energía en forma de calor desde el más caliente al más frio. Dicho tránsito de energía se mantiene hasta que se iguala las temperaturas, cuando se dice que ha alcanzado el equilibrio térmico.
La cantidad de calor Q que se transfiere desde el líquidocaliente, o la que absorbe el frío, responde a la expresión

Donde m es la masa del líquido, Ce su calor específico y ∆T la variación de temperatura que experimentan.
2. OBJETIVO
Determinar experimentalmente el calor latente de fusión del hielo y el calor de neutralización ácido-base.
3. MATERIALES Y REACTIVOS
1 beaker de 250 mL
1 Bureta de 50 mL
1 Calorímetro
1 Erlenmeyer de 250 mL
1 Probetade 250 mL
1 Pipeta de 10 mL
1 Auxiliar de pipeteo
1 Agitador de vidrio
1 Mechero Bunsen
1 Pipeta Pasteur
1 Termómetro (-10 °C a 110 °C)
1 Soporte universal
1 Malla
1 Trípode
1 picnómetro
1 Soporte de bureta
1 Balanza
Hielo
Disolución de HCl 0.5 M
Disolución de NaOH 0.5 M

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
4.1 MEDIDA DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DE UN CALORÍMETRO
Las transferencias decalor se miden en un calorímetro a través de variaciones de temperatura. Previo a toda experiencia es necesario calibrarlo, es decir, determinar su capacidad calorífica.
Para realizar el calibrado, se mezclan cierta cantidad de agua fría con agua caliente y se mide la temperatura de equilibrio. Durante este proceso parte de la energía cedida por el agua caliente es absorbida por el calorímetroque eleva su temperatura desde T1 a Te. En consecuencia, como en el calorímetro no se producen pérdidas de energía hacia el exterior, la variación del conjunto formado por el calorímetro y las cantidades de agua será nula, por lo que se puede escribir
(2)
Donde m1 y m2 son las masas del agua fría y caliente, CA es la capacidad calorífica del agua, T1 y T2 son las temperaturasiníciales del agua fría y el agua caliente, Te es la temperatura de equilibrio y CK es la capacidad calorífica del calorímetro.
La figura ilustra el montaje que debe disponerse para realizar esta práctica. Vierta 100 mL de agua destilada y tápelo colocando el termómetro. Al cabo de cierto tiempo anote su temperatura (T1).

Caliente 100 mL de agua medidos en una bureta, hasta alcanzar unos 40 °C. Acontinuación se vierte en el calorímetro, procurando leer la temperatura (T2) justo antes de introducirse en el mismo. Una vez que ambas porciones de agua se encuentran en el calorímetro, se agita ligeramente y se lee la temperatura de equilibrio (Te), al cabo de un minuto (o el tiempo requerido para que la lectura del termómetro se mantenga estable).
Realice dos experiencias semejantes utilizandoen cada una de ellas diferentes cantidades de agua caliente y agua fría.
1. Masa de agua fría= m1=100 g + masa de agua caliente= m2= 100 g
2. Masa de agua fría= m1=150 g + masa de agua caliente= m2= 150 g
Anote los resultados en la siguiente tabla:
Temperatura en °C
T1
T2
Te
Caso 1



Caso 2




Resultados: Efectuando los cálculos que se derivan de la ecuación 2, se determina lacapacidad calorífica del calorímetro (CK) para cada uno de los casos. El valor que se asignará de capacidad calorífica del calorímetro será el promedio de los dos resultados.
4.2 MEDIDA DEL CALOR LATENTE DE FUSIÓN DEL HIELO
El calor latente de fusión ∆HF se define como la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para fundir un sólido que coexiste con el líquido a la temperatura defusión. Por lo tanto, la energía total en forma de calor QF necesaria para fundir una masa M de hielo se encuentra e agua a la temperatura de 0 °C y está dada por:

El valor experimental aceptado para el calor latente de fusión del hielo es ∆HF= 80 cal/g ó 3.34 x 105 J/kg.
Al realizar la medida experimental de ∆HF se debe asegurar que el hielo se encuentre exactamente a 0 °C, por lo...