Termoquimica y Termodinamica

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Experimento 1: Termoquímica y Termodinámica
(Parejas)

Materiales y equipo
Vasos (300 ml) de espuma plástica y tapa hecha de cartón corrugado o vasos de poliestireno
con tapa ajustada (o calorímetros de cobre); 2 termómetros graduados en 0,1°C; dos agitadores de
vidrio con anillo agitador en el extremo; dos buretas de llave. Disoluciones 1,00 mol/L de NaOH,
HCl y HOAc; zinc granulado(fino) o magnesio; disolución 1 mol/L de CuSO4.

Objetivos
·
·

Efectuar la medición del calor desprendido en varias reacciones que se llevan a cabo
en un calorímetro.
Familiarizarse con mediciones de temperatura, el uso del calorímetro y el cálculo de
DH (entalpía ó calor de reacción a presión constante qp) para algunas reacciones.
Introducción

El calor es una forma de transferenciaenergética que puede pasar espontáneamente
de un objeto a alta temperatura hacia otro objeto de menor temperatura.
Las reacciones químicas pueden absorber o desprender calor. El calor desprendido puede
medirse en un aparato llamado calorímetro y expresado en Joule (J, unidad SI). Un calorímetro es
un recipiente sencillo con paredes aisladas de manera que el calor no pueda intercambiarse entrelo
que contiene el calorímetro y sus alrededores. Hay calorímetros de muchas formas y clases; algunos
de ellos son costosos de gran precisión como la bomba calorimétrica.
Es posible; sin embargo, construir calorímetros baratos y sencillos para hacer mediciones
aproximadas. Cuando en el calorímetro se efectúan reacciones químicas que desprenden o absorben
calor, este puede fluir de una parte aotra del calorímetro pero no debe haber flujo calórico de o
hacia los alrededores.
En todos los calorímetros se debe hacer una corrección debido a la capacidad calórica1 del
equipo. El material de que esta hecho el calorímetro absorbe calor, que si no se toma en cuenta,
introduce un error pues parte del calor que se desprende de la reacción no se mediría y entonces no
se tomaría en cuenta enlos cálculos.
El calor absorbido por el calorímetro se denomina capacidad calórica del calorímetro y en
este experimento con ese nombre no solo se mide esa capacidad sino también las pérdidas de calor
debido al tipo de calorímetro usado. Por ejemplo, si se mezclan dos volúmenes iguales de agua pero
a diferente temperatura, el calor que pierde el volumen de agua a mayor temperatura debe serigual
al calor que gana el volumen de agua a menor temperatura (Figura 9.1). Si la perdida y la ganancia
no son iguales ello se debe a que los alrededores absorbieron parte del calor y eso debe tomarse en
cuenta al usar este tipo de calorímetro (o sea, un calorímetro formado por dos vasos y que el
contenido de uno se vierte en otro, figura 9.2).

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Cantidad de calor necesaria para elevar latemperatura en 1 K (ó 1 ºC) de un objeto.

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Figura 9.1: Volúmenes iguales de agua a distinta temperatura (I). Al momento de mezclar
los dos volúmenes (II) se obtiene una mezcla (III) donde el calor perdido por A es igual al calor
ganado por B.

Figura 9.2: Volúmenes iguales de agua a distinta temperatura (I). Al momento de mezclar
los dos volúmenes (II) se obtiene una mezcla (III)donde el calor perdido por A es mayor que el
calor ganado por B.
A continuación se ofrece un ejemplo de este cálculo. Se supone que la densidad del agua es
1,00 g/ml (y por eso lo que se mida en mL se puede considerar como gramos)
Tanto para la figura 9.1 como para la figura 9.2 se debe hacer uso de la siguiente fórmula:

donde m es la masa de una sustancia (g), Cesp es la capacidad específica(J/g K) y T es el
cambio de temperatura que ha tenido la sustancia.
En el caso del figura 9.1 tanto el calor ganado por B como el perdido por A es de 2090 J,
con lo que no existió absorción de calor por parte de los alrededores o calorímetro.
q = 50 g x 4,18 J/g °C x 10°C = 2090 J

( T = 30°C - 20°C)

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Para calcular el calor pedido por A, el ganado por B y el absorbido por los...