Fisicoqca

Universidad Nacional Andrés Bello
Facultad de Ciencias de la Salud
Departamento de Ciencias Químicas
Laboratorio de Fisicoquímica I
Carrera de Bioquímica

“Entalpía de Fusión del Hielo en un calorímetro”

Fecha Entrega: 15 de Mayo de 2009
Objetivos
- Determinación de entalpía, mediante mediciones de masas tanto del calorímetro como del agua. Para tal procedimiento debemos conocerK, que corresponde al equivalente en agua del calorímetro.

Introducción
Si bien sabemos, la naturaleza está constituida por 3 estados físicos de la materia; Sólido, líquido y gas. Pero al haber un flujo de calor, éstas varían o pueden estar en contante cambio. Al trabajar en un sistema aislado, restringimos dicho flujo de calor, por lo tanto, la temperatura que hay dentro del sistemaaislado será constante. Un ejemplo de sistema aislado es el calorímetro, el cual es un recipiente donde ocurren procesos de variaciones de calor y permite medir el calor absorbido o liberado de la sustancia a estudiar, como también logra determinar la capacidad calorífica del cuerpo, lo que se le denomina a la cantidad de energía transferida al cambio de temperatura. Cuando la transferencia de energíaocurre es por un ΔT, energía térmica o calor.

Como mencionamos anteriormente, existen 3 estados físicos, los que con una variación de temperatura pueden cambiar de estado. Es así que el estado sólido al aplicarle calor se convierte en algo líquido, a este proceso lo llamamos fusión. Pero ¿Qué pasa si juntamos éstos 2 cuerpos? Al unirlos, ellos responderían como el método de lasmezclas, buscando la homogeneización, principalmente de la temperatura (equilibrio térmico) ya que el ΔT es muy amplio entre ellos dos, y tratarían de llegar a una temperatura común. Este proceso se debe exclusivamente del calor latente o entalpía de fusión, que es la cantidad de calor necesaria para pasar la unidad de masa de hielo del estado sólido al líquido a la temperatura de fusión del mismo. (1)Esto lo calculamos con la siguiente ecuación:

Cp (Mc +K) (Tfinal – TFusion ) = Cp*Mf ( Tfinal –T3)

En un sistema aislado, como el calorímetro, los cuerpos estudiados en su interior buscan el equilibrio térmico sólo con su propio flujo de calor y no interacciona con el entorno, por lo tanto:
Q cedido = Q absorbido, donde Q se calcula:

Q= M Cp(ΔT), siendo M = masa, Cp= capacidad calorífica y ΔT = cambio de temperatura en el proceso tratado.
Materiales y reactivos utilizados
- Calorímetro
- Termómetro
- Vaso precipitado
- Hielo
- Agua potable
- Estufa / agitador

Procedimiento Experimental
a) Antes de comenzar con la actividad se masó el calorímetro. Luego se tomaron 80 ml de agua y se pusieron en un vaso de precipitado, semasó la cantidad de agua. Se calentó el agua hasta que se obtuvo una temperatura 10ºC más arriba de la temperatura ambiente y se metió en el calorímetro. Se masó el calorímetro más el agua caliente y se tomó la temperatura cuando se estabilizó el termómetro en el sistema (t1).

b) Se tomaron nuevamente 80 ml de agua y se enfriaron con hielo picado hasta que bajo la temperatura 10ºC sobre latemperatura ambiente. Luego de que se derritió todo el hielo se tomó la temperatura (t2). Se agregó esta agua al calorímetro y se masó.

c) Luego, se agitó la mezcla en el calorímetro y se tomó la temperatura (tº final).

d) Para poder determinar la entalpía de la fusión del hielo se tomaron 16 g de hielo aproximadamente. Antes de echar el hielo en el calorímetro se volvió a tomar latemperatura, luego se echó el hielo en el calorímetro.

e) Se puso el termómetro en el calorímetro y se siguió la temperatura, cuando se derritió totalmente el hielo se tomó la temperatura 3 (t’final).

Resultados

Datos:

Mcal = 111.07g.

M(cal + Agua)1 = 189.02g.

M(cal + Agua)2 = 307.17g.

T1 = 22 ºC

T2 = 34.3 ºC

T3 = 12 ºC

Tf = 18 ºC

a) Determinación de la masa del agua...