Informe de laboratorio:calorimetría




INFORME DE LABORATORIO:
CALORIMETRÍA


OBJETIVOS:

Determinar la capacidad calorífica de un líquido problema y comprender los intercambios de energía que ocurren hasta alcanzar el equilibrio térmico entre dos puntos.
Calor de disolución de NaOH.
Calor de neutralización entre una solución de NaOH y HCL.
Calor de neutralización combinado con calor de disolución entre NaOH solido ysolución de HCL.
Comprobaremos además que se cumple la Ley de Hess.


MARCO TEÓRICO

Capacidad calorífica: Las propiedades intensivas Cv y CP se conocen como capacidades caloríficas porque “en ciertas condiciones especiales” relacionan el cambio de temperatura en un sistema con la cantidad de energía añadida por transferencia de calor y para sustancias puras comprensibles se define de lasiguiente manera:
CV = (U/T)V

CP = (H/T)P

Donde los subíndices v y p, representan respectivamente las variables que se mantienen fijas durante el proceso de medición (presión y volumen). Los valores de CV y CP pueden obtenerse mediante la mecánica estadística utilizando medidas espectroscópicas. Puedendeterminarse también macroscópicamente mediante medidas de propiedades con gran precisión.
Puesto que U y H pueden expresarse por unidad de masa o mol, los valores de las capacidades caloríficas pueden expresarse de modo similar. Las unidades SI son Kj/kg*K o bien Kj/kmol*K. sus correspondientes unidades inglesas son BTU/libramol*ºF.
Como se observa en las ecuaciones anteriores, cada uno de loscalores específicos denota la razón de cambio de una propiedad con respecto a la temperatura, mientras otra se mantiene constante. Asi mismo la definición de CP implica que la entalpia de una sustancia pura es función de la temperatura y de la presión. En consecuencia, el CP depende en general de la temperatura y la presión. De manera análoga, La definición de CV implica que la energía interna deuna sustancia pura es función de la temperatura y del volumen específico. Por tanto, el CV depende en general de la temperatura y del volumen específico. Sin embargo, cuando los gases están a presiones relativamente bajas, los calores específicos solo dependen de la temperatura y se cumple la relación CP= CV + R. En el caso de líquidos y sólidos, los calores específicos son prácticamente iguales enmagnitud y dependen fundamentalmente de la temperatura.
Para la determinación experimental de la capacidad calorífica tanto de sólidos como de líquidos es necesario hacer un balance de energía en todo el sistema, incluyendo el recipiente donde se efectúa la medición, ya que este también consume calor, por lo que es necesario evaluar previamente la capacidad calorífica del mismo.
Equilibriotérmico: Al poner en contacto térmico dos sistemas A y B a distintas temperaturas, se alcanza el equilibrio térmico (ambos a la misma temperatura) tras un flujo de calor desde el sistema caliente al frio. El tiempo que tarda en alcanzar este equilibrio térmico es variable. En el caso de líquidos que se mezclan, el equilibrio se alcanza rápidamente si agitamos. En el caso de un sólido y un líquido elintercambio de calor es más lento ya que ocurre solo a través de la superficie del mismo. La agitación favorece en ambos casos la disminución del tiempo que tardamos en alcanzar dicho equilibrio. Gráficamente:



la temperatura de equilibrio no es la temperatura media del sistema frio y el caliente, ya que depende de la masa de los sistemas A y B y de sus calores específicos. Para evaluar lacantidad de calor transferido usaremos las expresiones:
Calentamiento/enfriamiento:
Q= m.ce. (TF -Ti) = m.ce. T

Cambio de estado:
Q= m. L
Donde L es el calor latente de fusión o ebullición de la sustancia que cambia de estado.

Entalpía y Ley de Hess: El calor de reacción en una reacción química es la cantidad de calor intercambiado durante...