Entalpía De Fusion Del Hielo

ENTALPÍA DE FUSION DEL HIELO

RESUMEN

La entalpía de fusión del hielo, ΔHf, Podemos determinarla midiendo cómo varía la temperatura de una mezcla de agua y hielo cuando éste se funde. Este procedimiento se denomina método de las mezclas y se utiliza para determinar el ΔHf, una vez conocida (K) el equivalente en agua del calorímetro, esta mezcla debe hacerse dentro de un calorímetro, el cual es, simplemente, un recipiente cerrado y térmicamente aislado con el exterior.

OBJETIVOS

• Determinar la entalpía de fusión del hielo utilizando el método de las mezclas.

• Determinar el equivalente en agua del calorímetro, k, para cuantificar su aporte al balance energético.

• reconocer el calor como una forma de energía.

INTRODUCCIÓN.

La entalpía de fusión del hielo, Hf, (también denominada calor latente de fusión), se define como la cantidad de calor necesaria para pasar la unidad de masa de hielo del estado sólido al líquido a la temperatura de fusión del mismo. Si la presión bajo la cual se produce el cambio de fase se mantiene constante e igual a 1 atmósfera, la temperatura de fusión también se mantiene constante y es igual a 0ºC.

Podemos determinar el calor latente de fusión midiendo cómo varía la temperatura de una mezcla de agua y hielo cuando éste se funde. Para evitar intercambios de calor con el medio, debemos hacer la mezcla dentro de un calorímetro, el cual es, simplemente, un recipiente cerrado y térmicamente aislado.

MATERIALES

• Calorímetro, balanza analítica.

• Termómetro, vaso de precipitado.

• Hielo, agua y manta térmica.

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS.

Determinación del equivalente en agua del calorímetro.

1) se Limpió y se secó cuidadosamente el calorímetro.

2) se pesó el calorímetro vacío con todos sus accesorios. La masa obtenida Mcal, fue de

576.7 g

3) se tomó una cantidad de agua en un beaker a temperatura ambiente: 26ºC y para esto se pesó el recipiente vacío y luego lleno para obtener la masa por diferencia de pesadas, la masa obtenida fue de 39.206 g

4) Se calentó el agua en el beaker hasta que la temperatura supero unos 10ºC la del ambiente.

La temperatura obtenida fue de: 36ºC y su masa obtenida H2O[1] fue de: 36.005 g. Luego se vierte está en el calorímetro y se cierra.

La masa de agua añadida, Ma, se obtiene por la ecuación:

Ma = M(cal + agua1) - Mcal .

Donde M(cal + agua1) = 612.705

Ma= 36.005 g

5) Se agito el calorímetro y con ayuda de un termómetro se observó que la temperatura T1= 33 ºC era estable hasta este punto.

6) se tomó aparte otra cantidad de agua y se enfrió hasta unos 10ºC por debajo de la temperatura ambiente añadiendo un poco de hielo picado, cuando el hielo se derritió totalmente la temperatura T2 obtenida fue de: 14 ºC y la cantidad de agua H2O[2] fue de: 40.8627. Después la agregamos al calorímetro y se tapó. La masa de agua fría añadida, Mb, se obtiene pesando de nuevo el calorímetro con el agua caliente y fría.

La masa total es ahora:

M(cal + agua1+ agua2) = 653.57 g

La masa de agua fría es entonces:

Mb = M(cal + agua1 + agua 2) – M(cal + agua1)

Mb = 40.863

7) Se va agitando suavemente la mezcla de agua del calorímetro hasta observar la temperatura final de equilibrio de la mezcla, Tfinal = 27 ºC.

Según el principio de conservación de la energía tenemos la ecuación:

531.22 = 531.22

Por tanto podemos calcular el valor del equivalente en agua del calorímetro, K, a partir de la ecuación:

K = 40.863(27-14)/ (33-27)

K = 52.532.

Determinación la entalpía de fusión del hielo.

1) En el calorímetro tenemos el agua que queda de la primera parte de la práctica. Se tomó 40.02112 g de hielo granizado

2) Se introduce el hielo en el calorímetro, se tapa y se observa atentamente la evolución de la temperatura del sistema (calorímetro más mezcla de hielo y agua), cada 30 segundos durante varios minutos, hasta que todo el hielo se haya fundido. Para comprobar que el hielo se ha fundido, no se debes destapar continuamente el calorímetro.

Se anota esta temperatura, que denominaremos T'final.

La cual nos dio 7 ºC.

3) Se mide la masa de hielo, MH, pesando una vez más el calorímetro con todo lo que contiene, y su

...