Practica 5 Termodinamica


Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas


Laboratorio de Termodinámica


Práctica 5: Determinación del calor en un proceso de fusión de una sustancia pura


Equipo: 1 Sección: B Grupo: 2IV26




Hernández Pérez Ricardo
Valdés Valladares Vania
Vázquez Botello Luis Enrique










OBJETIVOS:
A través de un experimento, utilizando uncalorímetro Cenco a presión constante, el estudiante obtendrá datos de masas y temperaturas, para calcular el calor involucrado en un proceso de fusión de hielo y determinar el calorímetro utilizado es adiabático
FUNDAMENTOS TEORICOS:
El punto de fusión (o, raramente, punto de licuefacción) es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir la materia pasade estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.
En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales. Pero esto no siempre es así: por ejemplo, el agar-agar se funde a 85 °C y se solidifica a partir de los 31 a 40 °C; este proceso se conoce como histéresis.
Adiferencia del punto de ebullición, el punto de fusión de una sustancia es poco afectado por la presión y, por lo tanto, puede ser utilizado para caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar su pureza.
El punto de fusión de una sustancia pura es siempre más alto y tiene una gama más pequeña de variación que el punto de fusión de una sustancia impura. Cuanto más impura sea, más bajo es el puntode fusión y más amplia es la gama de variación. Eventualmente, se alcanza un punto de fusión mínimo. El cociente de la mezcla que da lugar al punto de fusión posible más bajo se conoce como el punto eutéctico, perteneciente a cada átomo de temperatura de la sustancia a la cual se someta a fusión
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES:
Temperatura Ambiente
Tamb en °C
Masa del aluminio
En g
Volumen inicial(V agua) en mL
Temperatura final
(ti)
En °C
Temperatura final
(tf)
En °C
Volumen final
(Vf) en mL
27
55.4
170
25.5
5
218

CALCULOS:
1.- Calcula la densidad del agua (agua) a la temperatura inicial
agua(t inicial) = 0.99998 += 0.99998 + 3.5 (27°C) -6(27°C)2 = 0.996551
2.- Calcula la masa del agua inicial (m agua inicial) en gramos
m agua inicial =(agua(t inicial))(Vagua)
m agua inicial =()(170)=169.41
3.-Calcula la cantidad de agua inicial (nagua) en mol
nagua inicial = = = 9.41 mol
4.- Calcula la temperatura media del agua (Tm) en Kelvin
Tm = = = 288.4 K
5.- Calcula la Capacida Calorifica del agua a la temperatura media (Cp(m)) sustituyendo Tm en kelvin en la siguiente expresión:
Cp(m)agua= R(8.712 + 1.25 x 10-3 Tm – 0.18 x 10-6 Tm2
Cp(m)agua=8.314 (8.712 + 1.25 x 10-3 (288.4 K) –0.18 x 10-6 (288.4)2= 75.304
6.- Calcula el calor que cede el agua inicial al hielo (Qaguainicial) en J
Qaguainicial = (nagua inicial) Cp(m)agua (Tf - Ti)=
Qaguainicial = (9.41 mol ) (75.304) (298.15k – 278.15k)= 14172.21 J
7.- Calcula la cantidad de Aluminio en mol
nAl== = 2.05 mol
8.- Calcula la Capacida calorífica molar del aluminio (Cp m Al) sustituyendo Tm en kelvin en la siguiente expresiónCp m Al = R(2.4172 + 1.61x 10-3 Tm – 0.18 x 10-6 Tm2
Cp m Al = 8.314 (2.4172 + 1.61x 10-3 (288.4 k) – 0.18 x 10-6 (288.4)2= 23.95
9.- Calcula el calor que cede el aluminio al hielo (QAl) en J
QAl= nAl Cp m Al(Tf - Ti)
QAl=(2.05 mol)(29.95) (298.15k – 278.15k)= 1006.49 J
10.- Calcula la densidad del agua a la temperatura final agua(t final)
agua(t final)= 0.99998 + 3.5 (tf) -6(tf)2 = 0.996551agua(t final)= 0.99998 + 3.5 (5) -6(5)2 = 0.54551
11.- Calcula la masa del agua final magua final en gramos
magua final= (agua(t final))(Vf)
magua final= (0.54551)(218)=118.92 g
12.-Calcula la cantidad de agua final naguafinal en mol
nagua final == = 6.6067 mol
13.-Calcula la cantidad de agua de fusión
nagua de fusion= nagua final - nagua inicial 6.6067 mol – 9.41 mol = -2.80 mol
nhielo= nagua de...