Entalpia

Práctica Nº 6:




Calorimetria y Ley de Hess












Indice:







































Marco Teorico_ Expermental


Entalpía:
La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpíadel sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante.
Matemáticamente, la entalpía H es iguala U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios.
H = U + pV
Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía ( Δ H).
ΔH = Hf – Hi
La entalpía recibe diferentes denominaciones según el proceso, así:
Entalpía de reacción, entalpía de formación, entalpía de combustión, entalpía dedisolución, entalpía de enlace, etc; siendo las más importantes:
Entalpía de reacción:
Es el calor absorbido o desprendido durante una reacción química, a presión constante.
Entalpía de formación:
Es el calor necesario para formar un mol de una sustancia, a presión constante y a partir de los elementos que la constituyen.
Ejemplo:
H2 (g) + ½ O2 (g) = > H2O + 68.3Kcal

Calorimetría:
La calorimetríaes la rama de la termodinámica que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor. El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr elequilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se vaenfriando el objeto.

Calor específico y capacidad calorífica:
El calor específico (s) de una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de una cantidad determinada de sustancia. El calor específicoes una propiedad intensiva, en tanto que la capacidad calorífica es una propiedad extensiva. La relación entre la capacidad calorífica y el calor específico de una sustancia es:
C = m.s
Donde m es la masa de la sustancia en gramos. Por ejemplo el calor específico del agua es 4.184 J/g . °C y la capacidad calorífica de 60 gramos de agua es:
(60.0 g)(4.184 J/g . °C) = 251 J/°C
SUSTANCIA
CALORESPECÍFICO (J/g.°C)
Aluminio
0.900
Oro
0.129
C(grafito)
0.720
C(diamante)
0.502
Cobre
0.385
Hierro
0.444
Mercurio
0.139
Agua
4.184
Etanol
2.46
Tabla 1. Calor específico de algunas sustancias
Si se conoce el calor específico y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de una muestra (Δt) indicara la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado enun proceso en particular. La ecuación para calcular el cambio de calor esta dada por:


donde m es la masa de la muestra y Δt es el cambio de la temperatura:

El signo convencional de q es igual que para el cambio de entalpía; que es positivo para procesos endotérmicos y negativo para procesos exotérmicos.

Calorimetría a volumen constante:


Figura 1 diagrama de bomba calorimétrica...