Electroquimica

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 11

CALORIMETRÍA
1 OBJETIVO GENERAL


Comprobar la ley de conservación de la energía, en sistemas sin reacción química
2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS






Construir un calorímetro
Medir temperaturas
Determinar calores específicos
Determinar temperaturas de equilibrio
3 FUNDAMENTO TEÓRICO

El capítulo de la química que estudia los cambios energéticosque acompañan a
una reacción química se denomina Termoquímica. Las reacciones químicas van
acompañadas de transferencia de energía, que puede manifestarse en forma de
calor absorbido (reacción endotérmica) ó calor desprendido (reacción exotérmica)
Reactivos -----+ Productos +/- Calor
Cuando una reacción se lleva a cabo a presión constante, los cambios de calor
que ocurren se denominanentalpía
La Entalpía de reacción se expresa normalmente en unidades de Calorías/mol ya
sea de reactivo ó producto Por convención se establece que la entalpía es
de Signo negativo para procesos exotérmicos.
La medida del calor intercambiado durante un proceso se realiza mediante un
calorímetro que básicamente es un dispositivo aislado con una cámara de
reacción rodeada de agua donde se detectan loscambios de temperatura con
ayuda de un termómetro y a través de estas medidas medir la cantidad de calor
intercambiado.
El calor desarrollado por reacción u otro proceso físico Qp en la camara de
reacciónque se halla inicialmente a una temperatura T1, actúa de tal modo que la
temperatura final del calorímetro cambia hasta T2. Por el principio de conservación
de la energía se puede expresar:Calor cedido por reacción u otro proceso físico = Calor ganado por el calorímetro
El calor ganado por el calorímetro es:
Qp  ma ce agua (T2  T1 )  mc ce cal (T2  T1 )
Donde: ma es la masa del agua que rodea al erlenmeyer
ce agua es el calor específico del agua
mc es la masa de los componentes del calorímetro (vaso de precipitados,
termómetro, agitador, etc.)
ce cal es el calorespecífico promedio de los componentes del calorímetro.
Si el calor ganado es igual al calor perdido:

Q p  Qg
Qp  ma ce agua (T2  T1 )  mc ce cal (T2  T1 )

Qp  (ma ce agua  mc ce cal )(T2  T1 )

Y si definimos la capacidad calorífica del calorímetro como:
Ccal  ma ce agua  mc ce cal
Podemos escribir la ecuación como:
Qp  Ccal (T2  T1 )
De tal modo que conociendo la capacidad delcalorímetro y las temperaturas inicial
y final se puede determinar el calor cedido por la reacción ocurrida en el matraz
erlenmeyer.
En el proceso de calibración del calorímetro se determina la capacidad calorífica
del calorímetro C cal. En este proceso se introduce una masa ma de agua a
temperatura de ebullición Tb en el matraz erlenmeyer y se espera hasta que el
sistema alcance elequilibrio térmico con temperatura T 2.
El calor perdido por el agua caliente en el matraz erlenmeyer será:
Qp  ma ce agua (T2  Tb )
Por lo tanto:
Qp  ma ce agua (T2  Tb )  Ccal (T2  T1 )
Y el valor de C cal se puede calcular por:
 ma ce agua (T2  Tb )
Ccal 
(T2  T1 )
Nótese que la capacidad del calorímetro es función de las masas de los
componentes del calorímetro y del agua querodea al erlenmeyer, por lo tanto ni la
masa de agua ni los componentes deben cambiar durante la sesión experimental.
4 MATERIALES Y REACTIVOS
4.1 MATERIALES
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

MATERIAL
Calorímetro
Vaso de precipitados
Termómetro
Matraz erlenmeyer
Hornilla
Vaso de precipitado
Termómetros
termocupla
Balanza
Varilla de vidrio
Piseta
Esferas metálicasCARACTERÍSTICA
600 cm3
125 cm 3
250 ml
Eléctrica

CANTIDAD
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1

4.2 REACTIVOS
ITEM
1
2

REACTIVO
Agua destilada
Hielo

CARACTERÍSTICA

CANTIDAD
50 g
50 g

5 PROCEDIMIENTO
a) Construcción del calorímetro.
 Una caja de material aislante de aproximadamente 15 cm x 15 cm x 15 cm, con
espacio suficiente para que en el interior quepa un vaso de...