TP CALORIMETRIA Y TERMOQUIMICA

Comision: 124
Integrantes: Olveira, Federico; Silva, Diego Nicolás
Fecha:

TRABAJO PRÁCTICO
CALORIMETRÍA Y TERMODINÁMICA

Objetivos
Determinación del Ck del calorímetro.
Halla el valor de ∆HFusión del hielo mediante un ciclo adecuado.
Comprobar la validez de la ley de Hess atreves de experimentos de disolución y neutralización del NaOH en H2O y HCl.

Introducción
La calorimetría es unprocedimiento experimental utilizado para medir los cambios de energía interna y entalpía asociados a los procesos físicos y reacciones químicas. Al ser U y H funciones de estado, solo dependen de sus estados finales e iniciales; permitiendo crear ciclos termodinámicos con el fin de determinar los valores de U y H.
Al trabajar con un calorímetro, permite considerar que el proceso sea adiabático. Elcalor intercambiado con el medio ambiente es cero; y así la presión externa sea constante. EL intercambio de calor total corresponde a la entalpia total, que también vale cero.

Procedimiento experimental
Suponiendo que los termos tienden a ser adiabático utilizándolo como calorímetro. Las herramientas que utilizamos fueron dos termómetros y un agitador magnético.
Primero se determinó el valor dela constante del calorímetro (CK), correspondiente a la cantidad de calor absorbido o liberado por el calorímetro al aumentar o disminuir a la temperatura por 1K. Realizamos dos experiencias, y sacamos un promedio de los dos valores obtenidos.

Experimento
1
2
Masa de agua en el calorímetro,/ g
51,64 ± 0.02
52,64 ± 0,02
Masa de agua a T ambiente, / g
52,91 ± 0.02
52,95 ± 0,02
T1 /ºC
51,0 ± 0,152,14 ± 0,1
T2/ºC
25,0 ± 0,1
25,0 ± 0,1
Tf/ºC
40,0 ± 0,1
40,8 ± 0,1
Ck / J/ºC
90,61±9,88
94,27±9,77
Ck promedio / J/k
92,44±19,65
Tabla 1 Resultados experimentales para la determinación del CK. Cálculos en apéndice.


Gráfico 1.1 Temperatura vs Tiempo, primer experiencia. Determinación Ck

Gráfico 1.2 Temperatura vs Tiempo, segunda experiencia. Determinación Ck

De los gráficos 1.1 y 1.2 seextrapolo las T1. También se extrapolo la Tf, cuando la pendiente del gráfico se volvió constante luego del agregado del agua a temperatura ambiente T2.
Para calcular la constante del calorímetro se consideró el siguiente ciclo termodinámico.

∆H=Qp
m 1H2O(l) , T1 + m2 H2O(l) , T2 + Calorímetro , T1(m1+m2) H2O(l) , Tf + Calorímetro , Tf


∆H 1 ∆H2


m 1H2O(l) , Tf + m2 H2O(l) , T2 + Calorímetro , Tf

Siendo entonces ∆H=∆H1+∆H2; con ∆H=Qp por trabajar con presión constante y Q=0 (consideramos que el calorímetro esadiabático, donde no hay interacción con el medio)

Determinación del ∆Hfusion del hielo.
Ya determinado el Ck del calorímetro; Se volvió a introducir una masa de agua conocida y se esperó a que el sistema se equilibrara térmicamente. Se introdujo una masa de hielo. Se realizó el seguimiento de la variación de la temperatura del sistema en función del tiempo. Con los datos obtenidos y el ciclotermodinámico correspondiente, se hallo el ∆Hfusion del hielo.

Experimento
1
2
Masa agua inicial/ g
79,11 ± 0.02
85,31 ± 0,02
Masa del hielo/ g
25,16 ± 0,03
25,30 ± 0,03
T1/ºC
47,63 ± 0,1
47,28 ± 0,1
Tf /ºC
22,32 ± 0,1
23,52 ± 0,1
∆T1 (Tf-T1) / ºC
-25.31 ± 0,2
-23,76 ± 0,2
∆Hfusion / J/g
332,6±24,1
329,3±23,0
∆Hfusion promedio / J/g
330,9±47,1
∆Hfusion (Tabulado)* / J/g
333,5
Tabla 2. Resultadosexperimentales para la determinación del ∆Hfusion del hielo.
*Manual CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edición nº62





Gráfico 2.1 Temperatura en función del tiempo. Experimento 1. Determinación ∆Hfusion del hielo.



Gráfico 2.2 Temperatura en función del tiempo. Experimento 2. Determinación ∆Hfusion del hielo.

Se extrapolaron los valores de T1 y Tf para lograr determinar el ∆T.
El ciclo...