Determinación de la constante de calorimetria

PRACTICA 1: DETERMINACION DE LA CONSTANTE CALORIMETRICA

• Objetivo.

Encontrar la constante calorimétrica de un calorímetro

• Introducción.

La temperatura es el estudio del calor en movimiento. La primera ley de la Termodinámica es una ecuación que trata con los cambios de energía. Esta postula que la energía debe ser conservada. En este proceso hay una diferencia en la entalpia entre productos y reactivos

ΔH=Hproductos – Hreactivos

No es posible calcular directamente entre la entropía mediante un conjunto de condiciones, solo podemos calcular cuando cambia. El objeto más comúnmente usado para medir los cambios en la entalpia llamado calorímetro.

Comúnmente el calorímetro es llenado con una conocida cantidad de agua. La reacción entonces toma lugar en el agua, la cual se calienta o enfría dependiendo si la reacción es exotérmica o endotérmica. Midiendo el cambio de la temperatura, el calor de la reacción puede ser calculado mediante la segunda ecuación:

ΔH= mCpΔt

• Material.

• Calorímetro
• Termómetro digital
• Parrilla
• Vasos de Precipitado

• Substancias utilizadas

• Agua Destilada
• Hidróxido de Bario [pic 1]
• Tiocianato de Amonio [pic 2]
• Cloruro de Calcio [pic 3]
• Cloruro de Potasio [pic 4]

• Metodología

1. Determinación de la Constante Calorimétrica.

1. Coloca 25 ml de agua destilada en el calorímetro y coloca la tapa rápidamente.
2. Coloca un vaso de precipitados de 100ml en la parrilla y llena la mitad de este con agua destilada,  déjalo calentar hasta que la temperatura este entre 70 y 80 °C.
3. Anota la temperatura del agua en el calorímetro y del agua caliente en la hoja de datos. Rápidamente remueve la tapa del calorímetro y vierte el agua caliente en el calorímetro, notando en momento de la mezcla. Inmediatamente coloca la tapa. Registra la temperatura hasta ± 0.1 °C cada 30s durante 5 min.
4. Repite de nuevo el experimento.

Resultados:

Tabla de datos obtenidos  1.                                Tabla de datos obtenidos 2.

1. Encuentra  y ΔT de la reacción graficando la temperatura (eje y) contra el tiempo (eje x). Extiende una línea de regreso hasta el tiempo 0.[pic 5]

Gráfica de la tabla 1

[pic 6]

Gráfica de la Tabla 2

[pic 7]

1. Encuentra  , el cambio en la temperatura del agua fría ( y del calorímetro ):[pic 8]

[pic 9]

          °C[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

[pic 15]

Ahora encuentra el Δ, el cambio en la temperatura del agua caliente.[pic 16]

[pic 17]

 ­ 15.5 ° C[pic 18]

­17°C[pic 19]

1. Encuentra la cantidad de calor perdido por el agua caliente, .[pic 20]

Cp Δ[pic 21][pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

1. Desde que el calor perdido por el agua caliente fue ganado por el agua fría y el calorímetro, ellos ganaron  de calor.[pic 26]

Cp Δ[pic 27][pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

1. Promedio de la Capacidad Calorífica.

[pic 32]

1. Reacciones Endotermicas: Dos solidos.

1. Coloca aproximadamente 2 gramos de cristales de Hidróxido de Bario en un vaso de 25ml.
2. Agrega 1 gramo de Tiocianato de Amonio al vaso de precipitados.
3. Mezcla los dos solidos juntos con un mezclador.
4. Observa que pasa y mide la temperatura.
5. Elimina los residuos de Bario de acuerdo a como indique el maestro.

  Resultados:

Se pudo observar que la reacción fue endotérmica, debido a que se abrió la tapa del Calorímetro la reacción solo obtuvo una temperatura mínima de 15.6° C.

Cuestionario:

1. ¿Qué es agua de hidratación? ¿Es importante en esta reacción?

Son las moléculas de agua que se encuentran rodeando una estructura (sal), es decir, que no pertenecen a la estructura como tal. No fue importante en esta reacción.

1. ¿Porque el calor seria absorbido cuando las moléculas de agua se eliminan de la hidratación de hidróxido de bario?

Porque hasta entonces la reacción se llevaría a cabo, no se puede antes debido a los puentes de hidrogeno. Absorbería el calor del exterior.

1. ¿Cómo es que ocurre esta reacción cuando los componentes no están en solución?

La reacción no se lleva a cabo

1. ¿El tamaño de las partículas de los dos solidos importa?

No importa.

1. Entalpia de una solución de Cloruro de Calcio.

1. Pesa 2 gr de Cloruro de Calcio en la balanza.
2. Agrega 17 gr de agua destilada en el Calorímetro y mide la temperatura del agua cada cada 30 segundos por 2 minutos. La temperatura del agua después de 2 min es la temperatura inicial (T1).
3. Después de que 2 minutos han transcurrido adhiere el Cloruro de Calcio al agua y remueve continuamente, observando la temperatura de la solución cada 30 segundos por 8 minutos más.

Resultados

1. Gráfica la temperatura contra el tiempo y extrapola para determinar el valor de la temperatura final .[pic 33]

Tabla de datos 1

...