practicas de quimica

CALORIMETRÍA





1. Conocer e identificar cada una de las partes de un calorímetro.
2. Calibrar el calorímetro y determinar el equivalente en agua del calorímetro (K)
3. Determinar el calor específico de un metal desconocido (Cm)

Material

Equipo o material
Reactivos
1 calorímetro
Pesas de diferentes metales según disponibilidad
1 termómetro

1 probeta de 100 mL

1vaso de precipitado de 100 mL

1 parilla eléctrica

1 pinzas para disección

1 vaso de precipitado de 600 mL



Introducción

Se define como calor específico al calor, por unidad de masa, necesario para incrementar la temperatura de un cuerpo un grado centígrado.
Las medidas experimentales de los calores específicos pueden realizarse por varios procedimientos. En esta práctica vamosa utilizar el método de las mezclas. La descripción del proceso que tiene lugar es la siguiente:
Se introduce en un sistema adiabático (calorímetro) una cantidad de agua de masa M a temperatura ambiente. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, el calorímetro y el agua estarán a la misma temperatura T0. Si en ese momento, introducimos en el sistema una muestra del sólido a estudiar, de masa m ycalor específico Cm, a una temperatura T1, el sistema constituido por el agua, el calorímetro y la muestra evolucionará hacia un estado de equilibrio térmico a la temperatura T2.
Esta evolución se realiza a presión constante (P atmosférica) y sin intercambio de calor con el exterior (sistema adiabático), por lo que,
Qabsorbido = Qcedido
Pudiendo plantear las ecuaciones siguientes:
Qabsorbidopor el agua = M· Ce · (T2-T0)
Qabsorbido por el calorímetro = K· Ce · (T2-T0)
Qcedido por la muestra = m· Cm · (T1-T2)
siendo:
M = masa de agua introducida en el calorímetro.
m = masa de la muestra metálica a estudiar.
K = equivalente en agua del calorímetro.
Ce = calor específico del agua (1 cal/gºC)
Cm = calor específico del metal.
T0 = temperatura inicial del sistema agua-calorímetro.T1 = temperatura inicial de la muestra metálica.
T2 = temperatura final de equilibrio del sistema agua-calorímetro-muestra.

La ecuación global es:
(M+K)· Ce ·(T2-T0) = m·Cm·(T1-T2)
y despejando Cm, podemos calcular el calor específico de la muestra metálica, según la ecuación:



Calibración del calorímetro
Se define como equivalente en agua del calorímetro, K, a la masa de agua, quepara elevar su temperatura un grado centígrado, necesita la misma cantidad de calor que el calorímetro.
Para determinar experimentalmente K, se toma una cantidad de agua de masa M y se calienta en una vaso de precipitados hasta una temperatura Ti, superior a la temperatura ambiente.
Previamente, se determina la temperatura inicial del calorímetro vacío, T0. Una vez determinada ésta, seintroduce el agua caliente dentro del calorímetro y se espera hasta que se alcance la temperatura de equilibrio Tf , agitando, ocasionalmente, con el agitador. En estas condiciones, el calor cedido por el agua lo absorbe el calorímetro, pudiéndose plantear las ecuaciones siguientes:
Qcedido por el agua = M·Ce·(Ti-Tf)
Qabsorbido por el calorímetro = K·Ce·(Tf-T0)
M·Ce·(Ti-Tf) = K·Ce·(Tf-T0)

siendo:K = equivalente en agua del calorímetro.
M= masa de agua introducida en el calorímetro.
Ce = calor específico del agua.
T0 = temperatura inicial del calorímetro vacío.
Ti = temperatura inicial del agua.
Tf = temperatura de equilibrio del sistema.








a) Cálculo del equivalente en agua del calorímetro, K

Procedimiento
Paso 1
Se miden 100 mL de agua destilada usando laprobeta y se vacían en un vaso de precipitado, que se pondrán a calentar en la parrilla hasta una temperatura superior a la del ambiente (sugerencia: 50°C) la cual debe anotar como Ti.

Paso 2
Coloque el termómetro en el orificio de la tapa del calorímetro y tape el equipo, Mida la temperatura del calorímetro vacío y registrarla como T0.

Paso 3
Ponga los 100 mL de agua destilada caliente...