Determinación del Calor Específico del Aluminio

1. Determinación del Calor Específico del Aluminio

2. Resumen

El tema principal del laboratorio fue aplicar la calorimetría en un proceso adiabático para poder hallar el calor específico del aluminio; este principio también fue utilizado para calcular la capacidad calorífica del calorímetro, ya que su valor era necesario para calcular nuestro objetivo principal. El experimento se realizóen un calorímetro, el cual cumple con la condición de presión constante, donde se usó como muestra viruta de aluminio; con ello se halló que el resultado de la capacidad calorífica del calorímetro fue 76 J/°C y el calor específico del aluminio fue 1,05 J/g°C; incluso con los valores anteriormente mencionados, y según la regla de Dulong y Petit, se halló experimentalmente la masa molar delaluminio, la cual resultó 23,858 g/mol. En este experimento aprendimos a diferenciar y comprender con mayor claridad los conceptos de capacidad calorífica y calor específico; y a aplicar el concepto de calorimetría.

3. Introducción

En principio utilizamos la calorimetría para medir los cambios de calor de procesos físicos y químicos1. Para ello utilizamos un recipiente cerrado que recibe el nombrede calorímetro. Dentro de este aspecto vamos a definir que es el calor específico y también la capacidad calorífica. El calor específico (Q) es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de una determinada sustancia1. La capacidad calorífica (Cc) es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de una sustancia1.Estos conceptos se relacionan con la siguiente fórmula:

Q = m × Cc × (Tf - Ti)
Para el experimento realizado nuestra sustancia fue el aluminio y se utilizó un calorímetro a presión constante. Consideramos este tipo de calorímetro como un sistema aislado, por tanto el proceso que se llevó a cabo dentro de este fue uno adiabático.
Un proceso adiabático es aquel en el que el sistema no pierdeni gana calor. Entonces, el calor de nuestro sistema será cero.
∑q = 0
Por ejemplo:
Nos piden calcular el calor específico del naftaleno (C1OH8) y utilizaremos un calorímetro a presión constante. En primer lugar, se debe saber cuál es la masa y la temperatura de la sustancia que tenemos (en este caso el naftaleno). En segundo lugar, debemos definir las otras sustancias que participaran en elproceso (agua) y también incluiremos el calorímetro. Luego procedemos a introducir el naftaleno en el calorímetro y tomamos la nueva temperatura. Una vez obtenidos todos los datos necesarios planteamos una ecuación en base a las propiedades ya conocidas.
∑q = 0 → qagua+ qcalorímetro + qnaftaleno = 0
Para el agua: qagua = magua × Ccagua × ( Tfinal - Tinicial) y se hará lo mismo para el naftaleno.Para el calorímetro: qcalorímetro = Cccalorimetro × (Tfinal – Tinicial)
Entonces, reemplazamos los datos que hemos obtenido y resolvemos la ecuación. De esta manera encontraremos el calor específico del naftaleno.
En base a todo lo anterior pudimos realizar los cálculos correspondientes a nuestro experimento.


4. Objetivos

Los principales objetivos de este laboratorio fueron:
Calcularel calor específico del aluminio
Determinar la masa molar del aluminio
El propósito global del experimento es aplicar de manera correcta nuestros conocimientos sobre calor específico y capacidad calorífica, además de calorimetría a presión constante. Además, comparar el valor aproximado que se obtuvo sobre la masa molar del aluminio con el valor conceptual y analizar el motivo del rango dediferencia con el valor ya conocido. Entonces luego de este experimento estaremos listos para calcular el calor específico y de cualquier sustancia.

5. Método

Materiales:
-Vaso de precipitación
-Tubo de ensayo
-Termómetro digital (utilizado para el calorímetro)
-Termómetro laboratorio
-Calorímetro
-Mechero

Reactivos:
-Viruta de Aluminio
- Agua (potable y destilada)

Para...