MÉTODO EXPERIMENTAL

MÉTODO EXPERIMENTAL
Cuando se lleva a cabo una reacción exotérmica en un calorímetro el calor liberado en la reacción es absorbido parte por el agua (elevándose su temperatura) y parte por las paredes del calorímetro. La cantidad de calor que absorbe el calorímetro se expresa como su capacidad calorífica o equivalente de agua, eqc. Esto se refiere a la cantidad de agua que absorbería la mismacantidad de calor que el calorímetro por el cambio en un grado de temperatura. El equivalente de agua de un calorímetro se determina experimentalmente y su valor es una constante para todos los experimentos efectuados en el calorímetro.

1.‐ DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORÍMETRO.
Medir con una probeta 100 mL de agua a temperatura ambiente y verterlos en un vaso deprecipitados. Anotar dicha temperatura, Tf, y añadir el agua al calorímetro. Calentar en un vaso de precipitados otros 100 mL de agua hasta una temperatura Tc, aproximadamente treinta grados por encima de la anterior, apuntar la temperatura y añadirlos al calorímetro. Anotar el tiempo y agitar suavemente el calorímetro con movimientos circulares. Apuntar los valores de temperatura a intervalos de unminuto durante cinco minutos.
Representar gráficamente las temperaturas obtenidas frente al tiempo, ajustando los puntos obtenidos a una línea recta. Para determinar la temperatura de la disolución To en el instante de la mezcla (t = 0), hay que extrapolar a tiempo cero.
HACER TABLA AQUI
El calor ganado por las paredes del calorímetro viene dado por:
qganadoporelcalorímetro=qcedidoporelaguacaliente −qganadoporelaguafría

La cantidad de calor transferida se expresa en función de la cantidad de agua, m, el cambio de
temperatura, ΔT y el calor específico del agua, c. El calor específico de una sustancia se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de dicha sustancia en 1K (o en 1°C). Se expresa en J/K∙g o en cal/K∙g. Para el agua, cagua = 1 cal/g∙K =4,184 J/g∙K. Por tanto,
qcedido agua caliente =magua calientecagua(Tagua caliente −To )
qganadoagua fría =magua friacagua(To −Tagua fria)

De donde la capacidad calorífica del calorímetro, o equivalente calorífico en agua del calorímetro viene dado por:
donde To se ha determinado gráficamente.
2.‐ DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE CALORES DE NEUTRALIZACIÓN. REACCIONES A PRESIÓN CONSTANTE.
Cuando selleva a cabo una reacción de neutralización en un calorímetro mezclando una disolución de un ácido con otra de una base, el calor liberado en la reacción de neutralización es absorbido por el agua (que aumenta su temperatura) y por las paredes del calorímetro.
qr =ΔH=(cantidaddecalorqueganaelcalorímetro)+(cantidaddecalorqueganaelagua) qr =ΔH=eqcΔT+mcΔT
2.1.‐ Reacción de neutralización de un ácidofuerte por una base fuerte
‐ Medir 50 mL de una disolución de hidróxido de sodio 3M y anotar su temperatura.
‐ Medir 50 mL de una disolución de ácido clorhídrico 3M y anotar su temperatura.
‐ Añadir, simultáneamente, ambas disoluciones al calorímetro.
‐ Cerrar el calorímetro, agitar suavemente y anotar la temperatura a intervalos de 1 minuto, durante cinco minutos, manteniendo la agitación todo eltiempo.
‐ Realizar la gráfica T/t y extrapolar, el tramo recto, a tiempo cero para determinar To.
‐ Suponiendo que la densidad de la mezcla de reacción es aproximadamente 1 g/cm3 y que su calor específico se aproxima a 1 cal/g∙K, calcular el calor de neutralización (en KJ/mol) para la reacción de neutralización efectuada:
NaOH(ac) + HCl(ac) → Na+(ac) + Clˉ(ac) + H2O(l) ó OHˉ(ac) + H+(ac) → H2O(l)eqc =qganadoporelcalorímetro To −Tagua fría
2.2.‐ Reacción de neutralización de un ácido débil por una base fuerte.
Repetir el proceso del apartado anterior empleando 50 mL de una disolución de hidróxido de sodio 3M y 50 mL de una disolución de ácido acético 3M.
Realizar la gráfica T/t y extrapolar, el tramo recto, a tiempo cero para determinar To. Calcular la entalpía de neutralización en KJ/mol...