calorimetria

  

OBJETIVOS.

• Comprender el concepto básico de Calorimetría.


• Determinar cuantitativamente la energía asociada a los cambios químicos.


• Calcular los calores de reacción, masa o variaciones de temperatura, a través de los calores específicos de distintas sustancias.


Introducción

El calor es una forma de energía. La temperatura de un sistema es una propiedaddel mismo que determina si quedará o no en equilibrio térmico cuando se pone en contacto con cualquier otro sistema. Supóngamos que el sistema A, a temperatura superior a la de B, es puesto en contacto con este. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, se encuentra que A ha experimentado una disminución y B un aumento de temperatura. De esta manera decimos que entre dos cuerpos que se encuentranen estas condiciones existe un flujo de energía, a la que llamamos calor. Entonces tenemos que el calor es la energía trasferida entre dos sistemas y que está exclusivamente relacionada con la diferencia de temperatura existente entre ellos. Esta práctica trata de la calorimetría, por eso debemos saber que es calorimetría. 
Una definición sencilla dice que la calorimetría se encarga de medir elcalor en una reacción química o un cambio físico.




Contenido.
 la Calorimetría, comprende la medición de los cambios de calor, producido en los procesos físicos y químicos. El equipo que se emplea en un laboratorio para realizar estas mediciones se llama calorímetro.
El calor de una reacción se mide en un calorímetro, recipiente adiabático en donde se determina el calor absorbido odesprendido durante la reacción. Hay dos clases de calorímetros, cada uno de ellos emplea un proceso diferente y han sido diseñados para situaciones diferentes también.
Calorímetro a presión constante: mide el calor a presión constante, por lo tanto determina directamente la variación de la Entalpía:

Calorímetro a volumen constante, llamado también bomba calorimétrica: mide el calor a volumenconstante, por lo tanto determina directamente la la variación de la energía interna:
                                                                             

Calorimetría a Volumen Constante
En la figura que se da a continuación se muestra el esquema de una bomba caloimétrica (calorímetro a volumen constante)



Si queremos determinar el calor de reacción de la combustión de unamuestra, colocamos la muestra en una bomba calorimetrica.
Debemos conocer:
el peso de la muestra analizada, recordemos que el calor es una propiedad extensiva.
el volumen de agua que se colocará en el interior de la bomba calorimétrica.
la temperatura del agua antes de inciar la reacción de combustión.
la bomba debe cerrarse, recuerden que es un sistema adiabático.
luego de ello, haciendo usode unos dispositivos electricos se genera la chispa que provocará la combustión de la muestra.
Lo que ocurrira en el interior de la bomba, lo podemos ver en el esquema siguiente:



Ahora debemos calcular la cantidad de calor abosrbido por el agua y por la bomba calorimetrica, con estos dos datos podemos calcular el calor de la reacción de combustión.
Teniendo en cuenta la cantidad deagua que contiene el calorímetro, por lo general está cantidad es constante para cada equipo.
Cálculo de la cantidad de calor absorbido por el agua:

Para poder calcular el calor absorbido por la bomba calorímetrica, necesitamos conocer:
la masa de la bomba, y
el calor específico del material con el que está fabrica. En muchos casos como el masa de la bomba es constante el fabricante proporciona lacapacidad calorífica
Cálculo de la cantidad de calor absorbido por la bomba calorimétrica :
        
Si se conoce, la capacidad calorífica del material de la bomba (la masa de la bomba y el calor específico del material del que está hecha, permanecen constantes),  podemos decir:

Conociendo el calor absorbido por el agua y por la bomba, podemos determinar el calor liberado por la reacción,...