Construir un calorímetro y determinar su constante calorimétrica(K)

[pic 1]

[pic 2]

OBJETIVOS: Construir un calorímetro y determinar su constante calorimétrica(K)

INTRODUCCIÓN: 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. ∆H=mCp∆TLa capacidad calorífica de un cuerpo es razón de la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo en un proceso cualquiera por su cambio de temperatura correspondiente. En una forma menos formal es la energía necesaria para aumentar 1 K su temperatura. Indica la mayor o menor dificultad que presenta 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 de la cantidad de material en el objeto, por ejemplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de una cucharadita. Al ser una propiedad extensiva, la capacidad calorífica es característica de un objeto en particular, y además depende de la temperatura y posiblemente de la presión. La capacidad calorífica no debe ser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo para almacenar calor. y es la razón de la capacidad calorífica entre la masa del objeto. El calor específico es una propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica. Se   denomina   entonces   calorímetro   a   un   recipiente   adiabático   que   permite   aislar térmicamente el sistema a estudiar del medio ambiente.  De esta manera todo el calor liberado en la reacción será absorbido por el sistema y ello se traducirá en un aumento de la temperatura de este.  Las mediciones calorimétricas se basan en medir ese calor intercambiado, a   través   de   la   determinación de   la   variación   de   temperatura experimentada por el sistema.

Material.

1. 3 vasos de unicel.
2. 2 vasos de precipitado.
3. Parilla eléctrica.
4. Termómetro.

Reactivos.

Agua.

Procedimiento.

1. Conseguir 3 vasos de unicel. Hacer la tapa cortando otro vaso. Perfore la tapa asegurándose que el orificio tenga un diámetro en el que su termómetro se ajuste perfectamente. Coloque un termómetro a través del agujero bien ajustado, agitar durante el proceso de una manera suave y constante. También consiga 2 tubos de ensayo, dos vasos de precipitados de 100ml, una parilla de calentamiento y un segundo termómetro.
2. Adicione 25ml de agua en un tubo de ensaye pre-pesado y marcado #1. Déjelo reposar hasta temp.  Ambiente. Coloque el tubo tarado previamente y pese el tubo y el agua. Quite la tapa del calorímetro y rápidamente vierta el agua del tubo de ensaye. Coloque la tapa.
3. Coloque el tubo en un vaso de precipitado lleno a la mitad con agua previamente caliente a una temperatura constante entre 70 y 80 grados C. Adicione 25ml de agua a un tubo #2 (previamente tarado). Sumerja e tubo de ensaye #2, sosteniéndolo con una pinza en el baño de agua caliente.
4. Anote la temp. De agua en el calorímetro (Tini) y la del agua caliente (Tcal). Rápidamente, quite la tapa del calorímetro y vierta el agua caliente. Registre la temperatura de 0.1 grados C cada 30 seg durante 5 min.
5. Repetir el experimento.

Observaciones.

Debemos tomar mucho en cuenta algunos puntos:

1. Cuidar la temperatura del agua caliente sin que esta rebase el limite de los 80 grados.
2. Cuando se esté agitando hacerlo constantemente para que el cambio de temperatura no varie demasiado.
3. Tapar el calorímetro lo más rápido posible después de verter el agua.

Resultados.

[pic 3]

Experimento #1

ΔT= Tfinal-Tinicial (fría)

ΔT=40.3-24.94=15.36

ΔT= Tfinal-Tinicial (cal)

ΔT= 40.3-75.8= -35.5

ΔT=mcalienteCp(ΔT)

ΔH=(23.59)(4.18)(15.36)= 1516 J

K= -(35.1)(4.18)(-35.5)-(25.59)(4.18)(15.36/)/15.36=232.12

Ccalor= 1516-(35.1)(15.36)=976.86KJ g/ºC

Experimento #2

ΔT= Tfinal-Tinicial (fría)

ΔT=40.6-26.06=14.54

ΔT= Tfinal-Tinicial (cal)

ΔT= 40.6.70.09=-29.49

ΔT=mcalienteCp(ΔT)

ΔH=(26.06)(4.18)(14.54)= 1583 J

...