Calorimetro

Las reacciones químicas van acompañadas de cambios de energía que, generalmente, corresponden a la absorción o desprendimiento de calor. Las reacciones químicas como las de combustión en las que se produce desprendimiento de calor reciben el nombre de exotérmicas. Los procesos en los que el sistema absorbe calor, como la fusión del hielo, son endotérmicos.

La cantidad de calor absorbido o desprendido en cualquier proceso físico o químico depende de las condiciones experimentales en que se efectúe el proceso. Los dos casos más frecuentes son procesos a presión constante (reacciones en recipiente abierto, P = 1 atm) o procesos a volumen constante (reacciones en recipiente cerrado herméticamente, ΔV = 0).

La magnitud termodinámica utilizada para expresar el calor liberado o absorbido por una reacción química cuando el proceso se lleva a cabo a presión constante, q, se denominada entalpía, H. Por convenio el calor absorbido por el sistema tiene valor positivo y el liberado valor negativo. Por tanto;

Para reacciones endotérmicas: ΔH = q p > 0

Para reacciones exotérmicas: ΔH = q p < 0

En el laboratorio para medir el calor absorbido o desprendido en una reacción química se utiliza un recipiente llamado calorímetro. Para las reacciones que tienen lugar a presión constante se usa un calorímetro formado por un vaso aislado térmicamente (vaso Dewar). Este tipo de calorímetro es útil para medir la cantidad de calor que se desprende en reacciones que tienen lugar en disolución acuosa tales como reacciones de neutralización ácido-base y calores de disolución. Midiendo los cambios de temperatura de la disolución se puede establecer la cantidad de calor asociado a la reacción química. Los cambios de temperatura dependen de la capacidad calorífica del calorímetro y de la capacidad calorífica del agua (o de su calor específico).

3.1 CAPACIDAD CALORÍFICA Y CALOR ESPECÍFICO

Cuando se calienta una sustancia, si ésta no experimenta ningún cambio físico ni reacción química, su temperatura se eleva. El cambio de temperatura experimentado depende de la capacidad calorífica de dicha sustancia. La capacidad calorífica de una sustancia, C, se define como la cantidad de calor necesaria para elevar su temperatura en 1K (o 1°C). Si está involucrado 1 mol de sustancia se conoce como capacidad calorífica molar, C, que se expresa en J/K.mol. La capacidad calorífica de 1 g de una sustancia es su capacidad calorífica específica o calor específico, c. Cuanto mayor es la capacidad calorífica de una sustancia, más calor se necesita para producir una elevación de temperatura dada.

Cantidad de calor transferido = (capacidad calorífica) x (cambio de temperatura)

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