Calibración de calorímetro

[pic 1][pic 2]

[pic 3]

[pic 4][pic 5]

[pic 6]

                       [pic 7][pic 8]

                [pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

Resumen

El presente trabajo aspira a la obtención de un calorímetro funcionalmente preciso para la obtención de la determinación constante mediante el método de mezclas de aguas. Se realizó un calorímetro mediante materiales aislantes para que permitieran un menor desgaste o pérdida de calor, para posteriormente tomar nuestros datos experimentales de la constante (K).

Introducción

Como sabemos mediante la calorimetría es posible determinar experimentalmente el calor que es absorbido o desprendido de una reacción química; con ayuda de nuestra herramienta de calor que en este caso es nuestro calorímetro que se le considera del tipo adiabático que son aquellos que permiten que los calores específicos de sólidos y líquidos que se presentan con cierta particularidad de reducir a un valor despreciable el calor que pueda salir de su interior o penetrar en él. Posteriormente se procedió a probar nuestro sistema categorizado como cerrado para así por medio de su construcción pueda tener un adecuado funcionamiento, ya que para ello se recurrió a utilizar materiales aislantes para así poder comprobar nuestra hipótesis acerca sobre nuestro cambio de temperatura ya que al elevarse a un rango de 4 º C podemos decir que hubo un incremento favorable permitiendo mantenerse constante por un tiempo de tres ciclos y reduciendo al mínimo la pérdida de calor dentro del calorímetro, para así poder calcular la constante del calorímetro (K) con datos verídicos.

Marco teórico

• Calorimetría: Es la parte de la termoquímica que se refiere a los cambios térmicos asociados con las reacciones químicas, es decir, se encarga básicamente de la conversión de la energía química en energía térmica. Por lo tanto, la calorimetría se considera una parte de la termodinámica debido a que sus problemas están basados fundamentalmente en el primer principio de la termodinámica. [1]

• Con el primer principio de la termodinámica afirmamos que para todo sistema existe una función de estado denominada energía interna que puede intercambiarse mediante dos atributos, el calor y el trabajo y la energía no se crea ni se destruye, rigiéndose sus intercambios por una ecuación de balance. [2]

• ¿Qué es un calorímetro? Un calorímetro de reacción es una herramienta que usan los científicos en el desarrollo de productos químicos y farmacéuticos para medir la cantidad de energía liberada o absorbida por una reacción química o física. [3]

• ¿Para qué sirve un calorímetro? Se utilizan para determinar los cambios que ocurren en la energía interna o en la entalpía, cuando el sistema cambia de un estado inicial a un estado final. Estos datos se utilizan en cálculos termodinámicos y termoquímicos.  

Los calorímetros pueden utilizarse cualitativamente para detectar los procesos exotérmicos, y endotérmicos, y cuantitativamente para determinar la extensión del proceso que está ocurriendo.

Pueden ser aplicados al estudio de las propiedades del equilibrio de la materia, así como al estudio de las velocidades de cambio en estados que no están en equilibrio. [1]

• Los cambios de fase, en estudios calorimétricos de sistemas condensados, han producido uno de los datos más útiles sobre la temperatura de equilibrio para estos cambios, así como la estimación de la pureza de la muestra. [1]

• ¿Qué es un sistema? Se define como la parte del universo objeto de estudio. Un sistema termodinámico puede ser una célula, una persona, el vapor de una máquina de vapor, la mezcla de gasolina y aire en un motor térmico, la atmósfera terrestre, etc. El sistema termodinámico puede estar separado del resto del universo (denominado alrededores del sistema) por paredes reales o imaginarias. En este último caso, el sistema objeto de estudio sería, por ejemplo, una parte de un sistema más grande. Las paredes que separan un sistema de sus alrededores pueden ser aislantes (llamadas paredes adiabáticas) o permitir el flujo de calor (diatérmicas). [5]

• ¿Qué es termodinámica? La termodinámica es la ciencia de la energía; la palabra termodinámica viene de las palabras griegas therme que significa calor y dymanis que significa fuerza. Para el caso podemos considerar que la energía es la capacidad de realizar cambios. [6]

• Existen tres tipos de sistemas y se dividen en:

• Aislados: Es aquél que no intercambia ni materia ni energía con los alrededores. [5]

• Abiertos: Es aquél que intercambia energía y materia con los alrededores. [5]

• Cerrados: Es aquél que intercambia energía (calor y trabajo) pero no materia con los alrededores (su masa permanece constante). [5]

• Los tipos de calorímetros existentes son:

• Calorímetro adiabático: Es aquel que no permite el intercambio de energía en forma de calor entre la celda y los alrededores, también se le considera un sistema aislado que permite hacer la relación del calor generado y diferencias de temperatura. [4]

• Calorímetro Isoperibólico: La temperatura de los alrededores permanece constante, mientras que la temperatura del sistema varía con el tiempo. Se usa una resistencia térmica de magnitud definida entre la celda y los alrededores. El intercambio de calor depende de la diferencia de temperaturas de los alrededores y de la celda, TA y TC, respectivamente. [4]

• Bomba calorimétrica: Está dividida en dos cámaras, en una de ellas se pone una cantidad conocida y determinada de agua pura y en la otra se pone una pequeña cantidad de los reactivos a analizar. Ambas cámaras están separadas por una pared metálica, de modo que los componentes no tienen contacto posteriormente se pone también un termómetro, un dispositivo de agitación, y dos barras eléctricas de ignición de la muestra. [4]

• Calorímetro de titulación isotérmica: Puede determinarse la constante de equilibrio, la estequiometría y la entalpía de interacciones entre dos moléculas son una proteína y un ligando. [4]

• Calorímetro de carga seca: Consiste en una carga térmicamente aislada donde se disipa la potencia, una línea de transmisión poco conductora del calor que conecta la entrada con la carga y un termómetro. [4]

Material

• Un rollo de papel aluminio grueso.
• Una pistola de silicon.
• Un vaso de vidrio de jumex con capacidad de 250 ml.
• Un vaso de unicel de un litro.
• Una tapa de plástico para el vaso de unicel.
• Unas torundas de algodón.
• Un termómetro de inmersión parcial.
• Un corcho para sellar el vaso de vidrio.

Resultados

Se calcula el calor específico mediante la siguiente fórmula:

[pic 13]

C: 7.1094

Calibración 1

...