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Calorimetría FIIS

1  Laboratorio de Química I 

calorimetría

INTEGRANTE: 

 Hernández Salas , Brigitte

Profesor:

Hidalgo José

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Calorimetría FIIS

2  Laboratorio de Química I 

1)  OBJETIVOS:

 Determinar las propiedades de absorción de energía de los sólidos.

 Verificar como actúan la temperatura con los reactivos sólidos y con los

líquidos.

 También demostrar cuanto equivale el calor específico y también el

 peso atómico de una muestra de un elemento metálico.

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3  Laboratorio de Química I 

2)  FUNDAMENTO TEORICO: 

Se refiere al Intercambio de energía. Reacciones endotérmica y exotérmica.Termoquímica. Variables. Equilibrio termodinámico. Principio de conservación. Calor.

Criterio de signos. Entalpía estándar de reacción. Entropía. Reacciones química. Ley de

Hess

Proceso termodinámico.

-Un proceso termodinámico es una transformación en la que un sistema intercambia

energía con su entorno, pasando desde un estado inicial de equilibrio a otro estado final

de equilibrio (alguna de las variables de estado varía con el tiempo). Es decir, la

Termodinámica sólo estudia estados de equilibrio de los sistemas.

Calor. Ecuación. Unidades-equivalencias.

Un sistema intercambia energía con el exterior en forma de calor cuando existe una

diferencia de temperatura.

Ecuación del calor ganado / cedido por un sistema:

Q = c. m. t

Q: calor ganado / cedido;

c: calor específico del material del sistema; m: masa del sistema

t: cambio de temperatura del sistema).

Unidades: caloría (cal), kilocaloría (Kcal), julio (J), kilojulio (kJ).

Equivalente mecánico del calor: 1 cal = 4,18 J

Equivalente térmico del trabajo: 1 J = 0,24 cal. 

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4  Laboratorio de Química I 

Criterio de signos para el calor y el trabajo (IUPAC)

-El sistema absorbe energía en forma de calor del exterior Q > 0, Q = + Q > 0 Q < 0

-El exterior realiza un trabajo sobre el sistema (compresión) W > 0, W = +

-El sistema realiza un trabajo sobre el exterior (expansión) W < 0, W = " W > 0 W < 0

-En el criterio termodinámico de signos, Física, el trabajo de compresión es " y el de

expansión

Condiciones estándar.

-Los cambios de entalpía, H, dependen de la presión y de la temperatura ! fijar una

condiciones, condiciones estándar, que por acuerdo internacional son: P = 1 atm ; t = 25

0C (normalmente). Se representa H0.

-Estado físico estándar es el estado físico de una sustancia pura en las citadas condiciones.

Ecuación termoquímica. Reacciones exotérmicas / endotérmicas.

-Son aquellas ecuaciones químicas que se escriben indicando el estado físico (en

condiciones estándar) y el correspondiente balance energético (siempre H0).

-Como la entalpía es una propiedad extensiva (depende de la cantidad de materia),

también tenemos que indicar la cantidad de materia que ha reaccionado o se ha formado(mol)

Entalpía estándar de reacción

-La entalpía estándar de reacción, H0, es la variación de entalpía que tiene lugar en una

reacción cuando reactivos y productos se encuentran en estado físico estándar.

Entalpía estándar de formación. 

-“La entalpía estándar de formación de una sustancia pura compuesta, Hf0, es la variación

de entalpía que tiene lugar cuando se forma 1 mol de dicho compuesto, en condicionesestándar, a partir de sus elementos en las citadas condiciones”. Por convenio, se asigna

entalpía de formación cero a las sustancias puras elemento en las condiciones anteriores.

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5  Laboratorio de Química I 

LEY DE HESS:

Teniendo en cuenta que la entalpía es una función de estado, la ley de Hess dice: “si una reacción

(ecuación) puede producirse en varias etapas, reales o teóricas, su variación de entalpía es igual a

la suma de las entalpías de reacción de las diferentes etapas (ecuaciones)”. 

Cálculo de la entalpía estándar de reacción a partir de las entalpías estándar de formación. 

La entalpía estándar de reacción se puede calcular utilizando las entalpías estándar de formación y

la ley de Hess.

Se puede generalizar en la siguiente ecuación:

H0reacción = n. H0f-productos " m. H0f-reactivos

m: coeficientes de los reactivos

n: coeficientes de los productos

La entalpía estándar de reacción también se puede calcular partiendo de otras ecuaciones

termoquímicas y la ley de Hess.

Entalpía de enlace. 

“Entalpía de enlace (energía de enlace, energía de disociación) es la energía necesaria para romperlos enlaces, de un tipo determinado, existentes en 1 mol de moléculas gaseosas en condiciones

estándar”. 

Cálculo de la entalpía estándar de reacción a partir de las entalpías de enlaces . 

Teniendo en cuenta que la ruptura de enlaces (en los reactivos) supone un consumo de energía y

la formación de enlaces (en los productos) comporta un desprendimiento de energía! la variación

de energía (variación en la entalpía, H0) depende de la energía consumida y de la energía

desprendida.

-En forma de ecuación:

H0r = m. H0enlaces rotos reactivos " n. H0enlaces formados productos

Por lo tanto, la entalpía estándar de reacción se puede calcular a partir de las entalpías de enlacen

las mismas condiciones.

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6  Laboratorio de Química I 

Calorímetro: 

El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o

recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar

el calor específico de un cuerpo, así como para medir las

cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un

envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un

dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una

fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta

lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se

comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también

puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede

calcularse fácilmente.

Calor Específico  Es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que

hay que suministrar a la unidad de masa de

una sustancia o sistema termodinámico paraelevar su temperatura en una unidad (kelvin o

grado Celsius). En general, el valor del calor

específico depende de dicha temperatura

inicial. Se le representa con la letra De

forma análoga, se define la capacidad

calorífica como la cantidad de calor que hay

que suministrar a toda la masa de una

sustancia para elevar su temperatura en una

unidad (kelvin o grado Celsius). Se la representa con la letra

Por lo tanto, el calor específico es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa, esto

es donde es la masa de la sustancia.

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7  Laboratorio de Química I 

Capacidad Calorífica: Es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un

cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. Indica la

mayor o menor dificultad quepresenta dicho cuerpo para

experimentar cambios de

temperatura bajo el suministro de

calor. Puede interpretarse como una

medida de inercia térmica. Es

una propiedad extensiva, ya que su

magnitud depende, no solo de la

sustancia, sino también de la cantidad

de materia del cuerpo o sistema; por

ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorífica del

agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. En general, la capacidad

calorífica depende además de la temperatura y de la presión. 

Dulong Petit: El calor específico de los sólidos (al igual que el de los gases y líquidos) es una

función creciente de la temperatura, tendiendo a cero cuando la temperatura se aproxima a 0 K. El

crecimiento de esta magnitud a partir de 0 K es inicialmente muy rápido, haciéndose después más

lento hasta que se alcanza una temperatura que puede corresponder a la de fusión, a la de

descomposición o a un cambio de estructura.1

En 1819, los físicos y químicos franceses Pierre Louis Dulong (1785-1835) y Alexis Thérèse

Petit (1791-1820) establecieron la ley que lleva sus nombres.

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8  Laboratorio de Química I 

3)  PARTE EXPERIMENTAL:

I.  MATERIALES: 

 Vaso de precipitado

 Sensor de temperatura Vernier 

 Calorímetro

 Probeta

 Tubo de ensayo

II.  REACTIVOS:

 Muestra de cobre

 Agua destilada

  Agua Caliente 

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9  Laboratorio de Química I 

III.  PROCEDIMIENTO: 

Temperatura 1 = 24°C Temperatura 2 = 66.8°C

Temperatura mezcla = 44°C

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10  Laboratorio de Química I 

Temperatura 1 = 66°C Temperatura 2 = 85°C

Temperatura mezcla = 27.1°C

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12  Laboratorio de Química I 

CUETIONARIO:

1.  Describa brevemente los tipos de calorímetro existentes.

Los calorímetros suelen incluir su equivalente, para facilitar cálculos. El equivalente en aguadel calorímetro es la masa de agua que se comportaría igual que el calorímetro y que perdería

igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, sólo hay que sumar al agua la cantidadde equivalentes.

  Tipo estático

  Tipo no estático

  Tipo permanentes

2.  ¿Por qué es recomendable mantener el termómetro dentro del calorímetrodurante toda la práctica?

Porque si sacábamos el termómetro iba a hacer que el grafico de “logger pro” varíe. 

3.  Se sabe que el vidrio es un mal conductor de calor, por lo tanto, cualquier vaso

de precipitado se puede usar como calorímetro sin cubrirlo con papel

platinado. ¿Es correcta esta apreciación?

Es incorrecta, pues el vidrio es un mal conductor de calor, pero es transparente y permite

que entre calor en forma de radiación y aumente la temperatura del interior.La caja donde guardan los helados es una caja de poroflex, este es un mal conductor delcalor, y por lo tanto, no permite el paso de calor de una temperatura más alta a otra de

menor temperatura, además generalmente es de color blanco, por lo tanto no absorbemucha radiación.

OBSERVACIONES:

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13  Laboratorio de Química I 

-  Se observo el cambio de temperatura con los distintos reactivos usados.

-  Que el termo nos sirvió como calorímetro.

-  En el último proceso en el Logger Pro se vio una curva.

CONCLUSIONES:

-  El realizar este experimento hemos podido captar que la temperatura aumenta si se

 junta una base y un acido en estado líquido.

-  Las reacciones químicas llevan consigo cambios materiales y también cambiosenergéticos.

-  Cumplimos con nuestros objetivos, tener conceptos básicos y realizar las muestras

correspondientes al tema con buenos resultados.

REFERENCIAS:

-  http://www.buenastareas.com/ensayos/Termoquimica-Calor-De-

Reaccion/4613857.html 

-  http://aulavirtual.utp.edu.pe/file/20102/IS/I1/01/Q103/20102ISI101Q103T015.pdf  

-  http://www.monografias.com/trabajos17/calorimetria/calorimetria.shtml