quimica

PROFESOR:
Tapia Aguilar Ángel Eugenio D.
FECHA: 17 de Septiembre de 2014
Objetivos
Determinar experimentalmente la capacidad calorífica de un calorímetro así como la entalpía molar de una reacción para un par de ácido fuerte – base fuerte.
Consideraciones teóricas
La determinación del calor liberado en reacciones exotérmicas o absorbidas en reacciones endotérmicas es materia deestudio de la termoquímica.
Los calores de reacciones exotérmicas se obtienen experimentalmente en calorímetros, en los cuales, mediante un balance de calor y en base a la Ley Cero de la Termodinámica, se cuantifica el calor liberado por la reacción por medio del calor sensible absorbido por el calorímetro y por el de la mezcla resultante de la reacción.
El término calor sensible, se refiere alcalor transferido en operaciones de calentamiento o enfriamiento donde no se presenten cambios de fase en la materia y puede calcularse utilizando el calor específico o la capacidad calorífica molar con la variación de temperatura del sistema y la cantidad de materia del mismo.
La Ley Cero de la Termodinámica establece que cuando se ponen en contacto dos sistemas con temperaturas diferentes y seaíslan del resto del Universo, hay un flujo de calor entre éstos, hasta que se alcanza el equilibrio térmico a una temperatura final igual para los dos sistemas.
En base a este principio, al poner en contacto el calorímetro a una temperatura t1, que contenga una masa fija de líquido caliente a una temperatura t2, se observará que después de un tiempo, se establece el equilibrio térmico y latemperatura final para el sistema es la temperatura de equilibrio teq.
Capacidad calorífica.- Es una propiedad de los sistemas que matemáticamente se expresa así:
en
Donde x, es la variable que permanece constante durante el proceso.
Cuando se da para una cantidad fija de masa (m) en gramos o en moles (n), se convierte en una propiedad característica de la materia conocida con el nombre de calorespecífico y capacidad calorífica molar, cuyas expresiones matemáticas son respectivamente:



Cuando se realizan procesos a presión constante, Cx se convierte en Cp, que es el calor específico a presión constante o capacidad calorífica molar a presión constante.
Q = m Cp (t2 – t1)
Donde Q, es el calor sensible ganado o perdido por un sistema de masa m, que sufre una variación de temperatura,desde una temperatura inicial t1 a otra final t2 y cuyo calor específico a presión constante es Cp.
En un calorímetro se hacen determinaciones de calor, tanto en procesos físicos (mezclas con o sin cambio de fase), como en procesos químicos (reacciones químicas), siempre que las fases de los reactivos y/o productos lo permitan.
Por convención cuando el sistema cede calor se establece que Q deberser negativo y cuando el sistema absorbe calor debe ser positivo.



Sistema

Aplicando un balance térmico para el calorímetro se obtiene:
Calor cedido por el líquido caliente
=
Calor ganado por el líquido frío
+
Calor ganado por el calorímetro






-mliq cal Cpliq cal (teq-t2) = mliq frío Cp liq frío(teq-t1) + mcalorímetro Cpcalorímetro (teq-t1)
El producto mCp del calorímetro puede anotarse como K o C (constante del calorímetro), que es su capacidad calorífica en cal/°C.
La termoquímica estudia los fenómenos caloríficos que tienen lugar en los procesos químicos y tiene como base a la primera ley de la termodinámica.
El término “calor de reacción” puede aplicarse en forma general paracualquier proceso químico, pero si se trata de una reacción de neutralización entre un ácido y una base, o bien, de una combustión, los términos son más específicos: “calor o entalpía de neutralización” y “calor o entalpía de combustión”. En ambos casos se libera calor, por lo que también se llaman reacciones exotérmicas.
Matemáticamente, la entalpía de reacción a condiciones tipo, estándar o...