Experimento 13: Termoquímica y termodinámica

Experimento 13: Termoquímica y termodinámica

Introducción (15%):

Podemos definir la termoquímica como “La rama de la química que estudia los efectos caloríficos de las reacciones químicas”. (Chang, 2002) Este experimento es de suma importancia porque nos ayuda a entender los fenómenos caloríficos que ocurren en las reacciones químicas ya que estas pueden absorber o desprender calor. “El calordesprendido puede medirse en un aparato llamado calorímetro y expresado en Joule (J, unidad SI)” (Guzmán L., 2015)

Por medio de la primera ley de la termodinámica que nos dice “La energía no se crea ni se destruye solo se transforma” podemos entender un poco más sobre este experimento ya este es el objeto de estudio, las transferencias de energía y calor.

“La parte del universo objeto denuestro estudio se denomina sistema. Un sistema puede ser tan grande como un océano o tan pequeño como el contenido de un matraz” (Chang, 2002). Sabiendo esto haremos estudio de estas interacciones por medio de este experimento.

El principal propósito de este ejercicio fue el de efectuar la medición de calor desprendido en varias reacciones que llevan a cabo en un calorímetro hecho de vasos depoliestireno, para así facilitar la familiarización con las mediciones de temperatura, el uso del calorímetro y el cálculo de ∆H(entalpía o calor de reacción a presión constante qp) para algunas reacciones. (Guzmán L., 2015)






Sección Experimental (5%):

Se siguió el procedimiento descrito en el Manual de Laboratorio de Química General I, donde se realizaron algunos pasos descritos en este manual,omitiendo las partes del calorímetro de cobre puesto que no se disponía en el laboratorio. Como primer paso era armar los calorímetros, donde se iban a utilizar 2 vasos de poliestireno con tapa de otro vaso a la mitad, se le hacían dos agujeros, uno para el termómetro y otro para el “policía”. Seguidamente como segundo paso era comparar ambos termómetros para calibrarlos usando uno de ellos comopatrón.

El tercer paso consistió en medir la capacidad calórica del calorímetro por medio de cambios de temperatura en el agua y midiéndolas con el termómetro. En los pasos siguientes en general, había que medir el calor de diferentes reacciones, entre ellas NaOH + HCL, NaOH + HOAC y una de Zn + CuSO4.

Cabe resaltar que se usó el Zn porque no se disponía del Hierro ni Magnesio que decía el manual.Resultados, discusión y conclusiones (70%):


Calibración de termómetros.

El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo y la temperatura es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir). (Profesorenlinea, 2015)


Temperatura aprox. °C
Lectura en °C de termómetros

A
B (Patrón)
40
4040
50
50
50
35
35
35
30
30
30

La temperatura mínima alcanzada fue de 26°C.
Al Estar en un ambiente fresco la temperatura del agua no bajó de los 26 grados centígrados.










C) Determinación de la capacidad calórica del calorímetro.

Temperatura de 50ml de agua del vaso 1.
27°C
Temperatura de 50ml de agua del vaso 2.
45°C
Temperatura de la mezcla.
30°C
ΔT Para el vaso de agua 2.
15°C

“Sedefine la capacidad calorífica de un sistema como la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1 °C la temperatura del sistema.” (Cáceres Choque, 2015)


ΔCantidad de calor = g de H2O x calor esp. H2O J/g °C x ΔT

Cantidad de calor ganado vaso 1
= 50g x 4,18j/g°C x 3°C
= 627J


Cantidad de calor perdido vaso 2
= 50g x 4,18j/g°C x 15°C
= 3135J

Calor que se perdió en el calorímetro y en elproceso
3135J - 627J=
2508J


La capacidad calórica del calorímetro
2508J / 15 =
167.2J/°C



D) Calor de neutralización del NaOH con HCl

Sustancia
Temperatura
NaOH
24
HCl
24
Mezcla
31




Determinación del calor de neutralización
q1= ( 100ml x 1,02g/ml) x 4,01 x ( 31 – 24)
q1= 2891,2J/°C

CNeutralización= 2891,2J/°C + [167,2J/°C x ( 31-24)]

CNeutralización= 4061,4 J

Determinación del...